脉冲多弧离子镀沉积类金刚石薄膜的牢固度研究

利用脉冲多弧离子镀技术在硅基片上沉积类金刚石薄膜．分析了类金刚石薄膜的牢固度与各种工艺条件的关系．实验结果表明：基片的清洗、基片温度、主回路电压、脉冲频率、烘烤处理都强烈影响类金刚石薄膜的牢固度．同时从理论上分析了利用离子束辅助蒸发工艺可以进一步提高类金刚石薄膜的牢固度     

类金刚石薄膜的折射率研究

利用脉冲真空电弧镀方法在硅基底上沉积类金刚石薄膜，研究薄膜折射率和工艺参数以及折射率与薄膜本征硬度的关系，结果表明：无氢类金刚石薄膜的折射率在2．5～2．7之间；不同的工艺参数可以得到不同折射率的薄膜；通过改变工艺条件来制备不同折射率的薄膜，和不同的基底材料的折射率匹配，使其有一定的机械强度。     

脉冲真空电弧离子镀沉积类金刚石薄膜的结构和力学性能研究

利用脉冲真空电孤离子镀技术在3Cr13不锈钢上制备了类金刚石(DLC)薄膜．通过Raman光谱分析了膜的结构特征，采用摩擦磨损试验机测试了薄膜在不同载荷下的摩擦系数，运用划痕仪研究了膜基的结合强度．结果表明：所镀制的薄膜具有典型类金刚石结构特征，膜中ID／IG为1．33；摩擦系数随着载荷的增大而减小，载荷为5N，转速120r／min时的摩擦系数为0．02；Ti过渡层的引入显著地提高了膜基结合力．     

射频等离子体制备类金刚石薄膜及其表征

采用射频等离子体技术,以CH4和H2为反应气体,在单晶硅片和载玻玻璃片上成功制备出了高质量的类金刚石薄膜．采用扫描电镜、原子力显微镜、Raman光谱、红外光谱、显微硬度计表征了类金刚石薄膜的表面形貌、微观结构、光学性能和复合硬度．结果表明,制备出的类金刚石薄膜表面十分平整光滑,表面粗糙度极低,平均粗糙度Ra为0．492nm;薄膜中含有sp^2,sp^3杂化键,具有典型的类金刚石结构特征;光学透过率比较高,薄膜的复合硬度可以高达507．3kgf／cm^2．     

类金刚石薄膜制备及其结构和抗凝血研究

采用240 nm KrF脉冲激光沉积方法,在Si(100)衬底上制备类金刚石薄膜,利用椭圆偏振光谱和拉曼光谱研究薄膜键结构及光学性质,用血小板黏附实验研究薄膜的抗凝血性能及脉冲重复频率影响.结果表明,脉冲激光沉积制备的类金刚石薄膜sp3 C含量高,且抗凝血性能佳,脉冲重复频率增大使入射碳离子能量增加,薄膜的sp3键成分先升后降,在脉冲重复频率为50 Hz时达到最大值;类金刚石薄膜的sp3键成分影响其抗凝血性能,sp3键成分越高,其抗凝血性能越好.     

降低DLC薄膜应力的方法研究

为了沉积出高硬度、低应力、高膜-基结合强度的类金刚石硬质薄膜,利用脉冲电弧离子镀技术在高速钢基底上制备类金刚石薄膜,采用退火、增加Ti过渡层、Ti离子轰击等方法减小DLC薄膜应力.结果表明:单层DLC薄膜的应力可达7.742 GPa;以Ti为过渡层的DLC薄膜的应力减小为2.027 GPa;对Ti/DLC薄膜进行退火热处理,薄膜应力减小到0.359GPa.利用Ti作过渡层,并且对薄膜进行退火处理,可以使DLC薄膜产生的高应力在Ti层中得到明显减小,提高膜-基结合力,增加硬度.     

基于拉曼光谱的类金刚石薄膜的热稳定性研究

利用阴极真空弧放电设备制备了表面光滑的类金刚石薄膜材料,通过多波长激发的拉曼光谱研究了不同退火条件下所制薄膜的热稳定性.实验结果表明,在小于400℃的温度处理下,类金刚石薄膜微观结构几乎不发生变化,薄膜处于稳定区;当温度升高至600℃,微观结构开始发生微妙的变化,认为处于亚稳定区;当温度升至800℃甚至1 000℃时,类金刚石薄膜的微观结构发生显著变化,薄膜开始出现石墨化,物理性质不能保持稳定.     

在室温下用射频等离子体化学蒸汽沉积法沉积类金刚石薄膜

本文介绍室温下利用100kH_z 频率的等离子体化学蒸汽沉积类金刚石(DLC)薄膜的方法.等离子体形成的气体是氢气(H_2)和甲烷(CH_4)的混合物.实验成功地在不同的衬底上形成了高质量的类金刚石薄膜。利用红外吸收谱分析了薄膜的结构,对高质量薄膜获得的机理也作了探讨.     

MPCVD法AlN基体上金刚石薄膜的制备

以丙酮和氢气作气源,采用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）在AlN表面制备金刚石薄膜,并通过拉曼光谱（Raman）,扫描电子显微镜（SEM）对沉积得到的金刚石薄膜进行表征.研究表明：直接在AlN表面沉积因金刚石的形核密度很低而很难得到连续的金刚石薄膜.利用金刚石微粉研磨AlN表面有利于金刚石形核密度的提高,Raman分析和电镜观察发现：所得的金刚石薄膜存在杂质和缺陷,没有明显的刻面特征,而且是由粒径较大的球状颗粒堆积而成.     

表面覆盖氮化硼膜的金刚石膜的场发射特性

利用热丝化学气相沉积（HFCVD）方法在Si衬底上生长了4μm厚的金刚石膜,然后利用射频磁控溅射方法在金刚石膜上沉积了100nm厚的六角氮化硼（h—BN）薄膜．在超高真空系统中测试了覆盖氮化硼（BN）薄膜前后金刚石膜的场发射特性,结果表明覆盖BN薄膜后的金刚石膜的场发射特性明显提高,开启电场由14V／μm升到8V／μm．F—N曲线表明,覆盖BN薄膜后的金刚石膜在强电场区域的场增强因子有所降低,这可能归因于场发射点随着电场的增强而改变．     

射频磁控溅射制备类金刚石薄膜

采用射频磁控溅射法在Si和Ti合金基体上沉积出类金刚石(DLC)薄膜.利用拉曼光谱仪、划痕仪和扫描电子显微镜分析了DLC薄膜的结构、膜基附着力和表面形貌.结果表明:射频磁控溅射法能够制备出表面平整、结构致密的DLC薄膜;同时基体材料的不同不会影响DLC薄膜的键合结构,Si基体上涂层附着力为30N,Ti基体上膜基结合力大于40 N.     

改变过渡层碳靶功率在铜上沉积类金刚石膜的研究

类金刚石膜具有硬度高、 摩擦系数低、 耐腐性强、 稳定性高等优点, 是提高铜耐腐性的理想材料, 但铜 与类金刚石膜之间的结合力差。通过制备T i xC y 过渡层, 采用磁控溅射物理气相沉积与化学气相沉积法, 通过改变 过渡层碳靶功率成功在铜基体上沉积类金刚石膜。并对金刚石膜进行拉曼光谱测试、 划痕实验和电化学实验分析。 结果表明, 所制备碳膜具有典型的类金刚石结构, 膜与基体之间的结合强度大, 过渡层碳靶溅射功率为2 0 0W 时所 制备的类金刚石膜对铜基体的保护作用最好。     

AIB用于改进PLD沉积在机械瓣膜上的类金刚石膜的质量

用脉冲激光沉积(PLD)法在热解C制作的人工心脏机械瓣膜上沉积类金刚石(DLC)薄膜,并用3KeV的氩离子轰击(AIB)DLC薄膜。采用拉曼(Raman)光谱和X射线光电子能谱(XPS)分别对AIB前后的DLC薄膜进行检测分析,用光学显微镜观察AIB前后的DLC薄膜表面。实验结果表明:AIB不影响薄膜的黏附性。但是可以在一定程度上导致薄膜微观结构的变化和sp3/sp2比值的提高,可以在薄膜中掺杂微量的Ar元素,可以有效消除薄膜表面吸附的O,但对薄膜中C-O、C=O和COOH的影响较小。因此,离子轰击法可以作为一种改进类金刚石薄膜质量的方法。     

不锈钢(3Cr13)镀类金刚石薄膜的研究

利用脉冲真空电弧离子镀技术在3Cr13不锈钢基底上制备类金刚石(DLC)薄膜,采用X射线光电子能谱技术分析DLC薄膜中sp3键及sp2键含量和组分.采用显微硬度计测试了薄膜的显微硬度,利用扫描电镜测试了膜的表面形貌.划痕仪测试了薄膜与不锈钢基底的结合强度.结果表明:所镀制的类金刚石薄膜品质优良,类金刚石中sp3键含量较高,sp3/sp2=1.63,具有良好的表面形貌,在不锈钢上沉积DLC膜后明显提高了不锈钢的硬度,Ti过渡层的引入明显的改善了膜与不锈钢之间的结合强度.     

UBMS和PVAD法制备DLC薄膜表面微观形貌分析

光学薄膜的表面粗糙度是影响薄膜光学特性的重要因素,薄膜表面产生的散射损耗将影响薄膜的光学质量.采用非平衡磁控溅射(Unbalance Magnetron Sputtering,UBMS)和脉冲真空电弧沉积(Pulsed Vacuum Arc Deposition,PVAD)制备类金刚石薄膜(DiamondLike Carbon,DLC),利用泰勒霍普森表面轮廓仪,研究了不同工艺参数、不同薄膜厚度下所沉积的DLC薄膜表面粗糙度变化规律.结果表明:两种沉积技术下,随着薄膜厚度的增加,其表面均方根粗糙度先减小后增大.真空度和脉冲频率对表面粗糙度有显著影响.真空度在0.4~0.8 Pa范围变化时,表面均方根粗糙度变化范围为0.888 6~1.610 4 nm,脉冲频率在1~5Hz范围变化时,表面均方根粗糙度变化范围为1.040 7~1.545 8 nm.     

星形微波等离子体化学气相沉积装置上类金刚石薄膜的制备

以甲烷、氢气和氧气为反应气体,分别在镜面抛光的单晶硅片和石英玻璃基片上制备了类金刚石薄膜,并用扫描电子显微镜、激光拉曼光谱和傅立叶红外透射光谱仪等测试方法对薄膜的表面形貌、质量和光学性能进行了表征;通过对类金刚石（DLC）薄膜制备过程中碳源浓度、基片温度等参数的研究,掌握了工艺参数对薄膜性能的影响规律,并在此基础上成功地对薄膜的沉积工艺进行了优化.结果表明,当反应气体中的流量配比为甲烷∶氢气∶氧气=10∶100∶1,腔体压力和基片温度分别为0.5 kPa和400℃,制备出的DLC薄膜表面光滑平整,薄膜中的纳米金刚石特征峰明显,在石英玻璃上沉积的DLC薄膜在3 000～4 000 cm-1波数区间透光率超过80％,达到了光学应用要求.     

脉冲电弧离子源镀膜均匀性研究

薄膜厚度的均匀性是影响沉积方法应用的一个重要因素，利用脉冲电弧离子镀技术在硅基片上沉积类金刚石薄膜，并用轮廓仪对薄膜的厚度进行测量，研究了不同参数对薄膜均匀性的影响。结果表明：离子源阴极和基片的距离、主回路工作电压以及沉积频率都不同程度地影响薄均匀性，文章还就不同类型离子源对薄膜均匀性的影响进行了探讨。     

金属-类金刚石薄膜研究进展

类金刚石膜中的金属粒子可缓解类金刚石薄膜中由于制备态产生大内应力而导致的膜厚受限这一矛盾,能显著改变薄膜各种性能.述评了金属-类金刚石薄膜的制备工艺、不同金属粒子对DLC薄膜形态、键结构、力学及摩擦磨损性能、物理化学性能等的影响,指出在金属粒子对DLC膜的力学及摩擦学性能的影响方面还有很多待确定的因素.