论文部分内容阅读
用真空阴极电弧(VAC)法和等离子体化学气相(PCVD)沉积法制备了类金刚石碳(DLC)膜，研究了通过不同制备方法和工艺参数制备DLC膜的表面形貌、结构和硬度。采用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行了观察；采用X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(Raman)对DLC膜结构进行了检测，用光电子能谱(XPS)对薄膜SP~3和SP~2含量进行了测试；采用了纳米硬度计检测了薄膜的硬度。研究结果表明： 采用VAC法入射粒子的能量和入射粒子的密度都存在一个阈值，当弧流为45A时，最佳负偏压值为-175V，此时DLC膜中最高SP~3键含量为49.86％；当弧流为65A时，最佳负偏压值为-100V，此时DLC膜中最高SP~3键含量为56.32％，纳米硬度值为17.1±7.72GPa；当负偏压为-100V时，最佳弧流为65A。仅当通过调节入射粒子能量和入射粒子的密度制备DLC膜时，二者存在一个最佳搭配值，在这个最佳搭配值条件下制备的DLC膜中SP~3含量为最高。 采用PCVD法制备DLC膜时，随着入射粒子的能量和入射粒子的密度的增加所制备DLC膜中SP~3含量也随之增加，在加速电压和离子束流同时达到了设备的额定值时，DLC膜中SP~3键含量最高为31.95％，采用Bulat—6离子源制备DLC膜时，由于该离子源的功率较低，不能进一步通过提高其加速电压和离子束流来提高DLC膜中SP~3含量。 通过对DLC膜的表面形貌的观察发现，采用VAC法制备的DLC膜表面有大的石墨颗粒的存在，严重的影响了薄膜的质量，使得薄膜表面硬度严重不均，有的相差达±7GPa，而采用PCVD法制备的DLC膜表面十分光滑，表面粗糙度Ra为0.34nm。 分析了石墨靶的起弧性质和起弧稳定性，选择了高纯、高强的石墨做为靶材；通过实验证实了Bulat—6离子源产生等离子体呈空间管状分布，大部分粒子流以直线的形式运动。广东工业大学工学硕士学位论文 研究了通入不同流量NZ对VAC法制备的DLC膜的影响。当通入NZ为24.Oml/min时，薄膜硬度降低(由原来的16.67 Gpa降低为9.57 Gpa)，而当通入NZ为58.2ml/min时，薄膜硬度又增加为18.6lGPa。 研究了通入不同流量CH4对TIC过渡层的影响，研究发现在本文试验的参数范围内，随着CH。的流量的增加，C和Ti的原子数比值增加，DLC膜与基体的结合力越好。