| 偏压对四面体非晶碳膜结构和性能的影响 |
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| 引用本文： | 李洪,李玉婷,林松盛,石倩,郭朝乾,苏一凡,代明江.偏压对四面体非晶碳膜结构和性能的影响[J].表面技术,2021,50(3):284-292. |
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| 作者姓名： | 李洪 李玉婷 林松盛 石倩 郭朝乾 苏一凡 代明江 |
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| 作者单位： | 广东省现代表面工程技术重点实验室 现代材料表面工程技术国家工程实验室 广东省科学院新材料研究所,广州 510651;广东工业大学 材料与能源学院,广州 510006 |
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| 基金项目： | 广东省重点领域研发计划项目(2020B010185001);广州市重点领域研发计划项目(202007020008);清远市科技计划项目(2019A002);广州市科技计划项目(201904010261);广东省科学院项目(2020GDASYL-20200105004，2018GDASCX-0402，2018GDASCX-0111) |
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| 摘 要： | 目的 通过系统研究电弧离子镀偏压对四面体非晶碳膜(ta-C膜)结构及性能的影响规律,阐明偏压对ta-C膜结构及性能的影响机制,为拓展ta-C膜的应用提供一定的理论依据.方法 改变电弧离子镀偏压工艺,在硬质合金基体表面沉积ta-C单层膜.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)表征ta-C膜表面及截面显微形貌,采用Raman光谱和X射线电子能谱(XPS)表征ta-C膜物相结构,利用划痕仪测量ta-C膜结合力,采用应力仪测试ta-C膜残余应力,利用压痕试验及纳米硬度计测量ta-C膜韧性及硬度,采用摩擦磨损试验机测试ta-C膜摩擦磨损性能.结果 随着偏压升高,ta-C膜表面大尺寸碳颗粒数量逐渐增加,小尺寸碳颗粒由于反溅射作用,其数量逐渐减少;ta-C膜硬度、sp3键含量及残余应力先升高后降低,偏压为?180 V时达到最大;ta-C膜与基体结合力先增加后降低,偏压为?140 V时达到最大;耐磨性表现为先升高、后下降的趋势,偏压为?140 V时,磨损率最低,达1.39×10?7 mm3/(N·m).结论 随着偏压升高,ta-C膜沉积到基体表面入射能量升高,表面大颗粒数量逐渐增多,膜层内残余应力增加,硬度升高,耐磨性增加;但随着偏压的继续升高,膜层表面小尺寸颗粒由于反溅射作用逐渐减少,膜层内石墨化程度增加,ta-C膜耐磨性下降.
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| 关 键 词： | 四面体非晶碳膜 偏压 电弧离子镀 结构 性能 |
| 收稿时间： | 2020/6/23 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/2/6 0:00:00 |
Effect of Bias Voltage on Structure and Properties of Tetrahedral Amorphous Carbon Film |
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| LI Hong,LI Yu-ting,LIN Song-sheng,SHI Qian,GUO Chao-qian,SU Yi-fan,DAI Ming-jiang.Effect of Bias Voltage on Structure and Properties of Tetrahedral Amorphous Carbon Film[J].Surface Technology,2021,50(3):284-292. |
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| Authors: | LI Hong LI Yu-ting LIN Song-sheng SHI Qian GUO Chao-qian SU Yi-fan DAI Ming-jiang |
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| Affiliation: | The Key Lab of Guangdong for Modern Surface Engineering Technology, National Engineering Laboratory for Modern Materials Surface Engineering Technology, Institute of New Materials, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou 510651, China;School of Material and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | tetrahedral amorphous carbon film bias voltage arc ion plating structure and property |
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