霍尔离子源制备类金刚石薄膜研究

采用霍尔离子源沉积类金刚石薄膜是近年来新出现的一种方法，本文研究了自行研制的霍尔离子源的性能以及采用此离子源制备类金刚石薄膜及工艺参数的影响。结果表明，霍尔离子源在较低的电压即可起辉，可提供稳定的能量较低的离子束流。采用霍尔离子源沉积类金刚石薄膜的沉积速率约为O．5nm/s。随着霍尔离子源灯丝电流的升高，离子源放电电压下降，制备的类金刚石薄膜的硬度下降。放电电流的变化对类金刚石薄膜的硬度影响不大。     

端部霍尔等离子体源沉积类金刚石膜的研究

本文通过对端部霍尔离子源特性的研究 ,采用自行研制的用于离子束辅助沉积的端部霍尔离子源成功镀制了类金刚石膜 ,并对采用该离子源制备类金刚石膜的工艺进行了研究和分析。实验结果表明 ,采用端部霍尔离子源镀制类金刚石膜不仅操作简单、可实现大面积沉积 ,而且类金刚石膜的沉积速率较大 ,最大可达 0 .8nm s,其折射率依不同工艺在 1.8～ 2 .2之间可调。并对不同工艺条件下制备的类金刚石膜的硬度进行了测试和分析。     

PECVD法制备类金刚石薄膜的结构和摩擦学性能研究

采用射频一直流等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅衬底上沉积了类金刚石薄膜。用激光拉曼光谱仪和原子力显微镜对薄膜的结构和表面形貌进行了表征，并用纳米压痕仪测定了薄膜的硬度。用UMT微摩擦磨损试验机考察了薄膜在不同的滑行速度下薄膜的摩擦学性能。结果表明：所沉积的薄膜具有典型类金刚石薄膜的结构特征，薄膜表面光滑致密，硬度较高；薄膜与氧化铝陶瓷球对磨显示出良好的摩擦学性能，随着滑行速度的增加，薄膜的摩擦系数单调降低，但磨损寿命先增加后降低。     

掺氮类金刚石薄膜的制备与性能研究

利用空心阴极放电在玻璃基底表面沉积掺氮类金刚石(DLc)薄膜.拉曼光谱(Raman)分析表明,所制备的碳膜具有典型的类金刚石结构.扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析了薄膜表面形貌和粗糙度;利用摩擦磨损仪测量膜的摩擦磨损性能.结果表明,氮的掺入使得薄膜中颗粒致密平整,改变了薄膜的表面微观形貌,进而改善了薄膜的摩擦磨损性能.     

掺杂氟对类金刚石薄膜的影响

综述了氟化类金刚石薄膜(FDLC)的近期进展,重点介绍搀杂氟对类金刚石薄膜在结构、性能及沉积工艺上所带来的影响.     

离子能流密度对类金刚石薄膜成膜的影响

着重讨论了离子轰击能量影响类金刚石薄膜成膜过程的机理，特别引入了离子能流密度即在单位时间内成膜表面的单位面积上接收到的离子轰击能量的概念，这就能更加正确地解释离子轰击在成膜过程中所起的作用。采用了具有特色的等离子体分解碳氢化合物结合高能离子轰击基片的方法制备类刚石薄膜。这种兼有ＰＶＤ和ＣＶＤ各自优点的ＰＣＶＤ方法，能独立地分别调节轰击基片的离子能量和离子流密度。实验结果表明，存在一个离子能流密度的     

类金刚石薄膜的制备及其电阻率、光谱特性研究

采用射频磁控溅射法在单晶硅表面制备了类金刚石薄膜;对薄膜的电阻率进行了测量,研究了薄膜的溅射工艺参数,采用拉曼光谱、原子力显微镜、扫描电镜分析了薄膜的结构、表面形貌以及薄膜的截面形貌.结果表明,薄膜中含有sp2、sp3杂化碳原子,拉曼谱高斯拟合峰的ID/IG为3.67;薄膜的电阻率达6×103 Ωcm.最佳溅射气压在0.4 Pa左右,最佳溅射功率在140 W左右;薄膜的表面平整光滑,平均粗糙度低达0.17 nm;SEM形貌表明薄膜由大量大小均匀的碳颗粒组成,薄膜内部十分致密,与基底结合很好.     

脉冲多弧离子镀制备类金刚石薄膜的特性

利用脉冲多弧离子镀技术在硅基底上沉积出非晶的类金刚石薄膜。薄膜的折射率为 2 8左右 ;沉积速率与主回路电压以及脉冲频率有关 ;膜层致密 ,但薄膜表面不光滑 ;薄膜电阻率接近 1× 10 10 Ω·cm数量级 ;薄膜的硬度及附着力与基底温度、主回路电压以及脉冲频率密切相关 ;薄膜中存在强的内应力 ,内应力是影响膜层附着力的主要因素。     

掺杂类金刚石薄膜制备及其摩擦性能的仿真研究

在分子动力学(Molecular dynamics,MD)仿真中利用高温加热和快速淬火,模拟制备出分别含有Cu或Si夹杂的类金刚石(DLC)薄膜,再通过刚性压头对表面的磨损,研究了夹杂含量(0%～30%)及位置分布(上、中、下)对材料摩擦性能的影响。仿真制备出的DLC薄膜密度为2.79g/cm~3,sp~2、sp~3杂化比例分别为36%、62%。摩擦结果表明,对于含Si-DLC复合薄膜,Si-C原子成键影响了材料中sp~3杂化比例,造成摩擦力随着夹杂含量的增加而下降;含Cu-DLC复合薄膜中Cu与C不成键,但一定量的Cu原子能够积聚造成滚珠效应,其摩擦力随夹杂含量增加先增后减。当两种夹杂仅分布在薄膜被摩擦的表面区域时,摩擦力均随夹杂含量的增加而下降;而分布在薄膜中间或底层时,表面的形变受到结构的阻碍难于传播到稍远的中间位置或最底层,因此,当中间层和最低层的夹杂含量改变时对表面磨擦性能的影响不大。     

端部霍尔离子源工作特性及等离子体特性研究

研制了一种用于离子束辅助沉积光学薄膜的端部霍尔等离子体离子源 ,论述了该源的工作原理以及伏安特性。着重研究了用五栅网探针测试该源所发射的离子能量的原理和方法 ,并对测量结果进行了分析、比较。对该离子源的离子束流密度和均匀性进行了测试和分析     

微波ECR等离子体源离子注入法制备DLC薄膜

用微波ECR等离子体源离子注入 (PSII)法 ,在硅片 ( 10 0 )上制备了类金刚石 (DLC)薄膜 ,工作气体采用CH4气体 ,研究了不同的气体流量对薄膜的影响。对制备的DLC薄膜 ,用拉曼光谱、FT IR光谱、AFM以及纳米压痕等手段对化学成分、化学键结构、表面形貌以及硬度等进行了表征     

7A04铝合金表面DLC薄膜制备及性能研究

为提高7A04铝合金的表面性能,利用射频辅助等离子体浸没离子注入与沉积设备,在其表面制备类金刚石(DLC)薄膜。由于DLC薄膜与铝合金基体力学性能差别较大,导致膜基结合力差。本研究采用非平衡磁控溅射技术预先沉积一层Si膜,作为过渡层改善膜基结合力;利用激光拉曼光谱仪、维式显微硬度计、纳米划痕仪、摩擦磨损试验机等设备,系统分析了薄膜结构、显微硬度、膜基结合力及耐磨损性能。结果表明,Si过渡层的制备提高了基体的承载能力和膜基结合力,进而使耐磨损性能得到大幅度提高。     

等离子体源离子注入法制备类金刚石薄膜

用等离子体源注入(PSII)在Si(100)上制备类金刚石膜，放电气体采用CH4，用微波电子回旋共振(ECR)产生等离子体。将-20～-30kV的高压加在衬底上，来提高离子的能量。通过Raman光谱和FT-IR光谱检测了类金刚石膜的化学组成及状态，并对其机械性能和表面形貌进行了检测。结果显示，硅片硬度和摩擦因数得到了改善，用PSII能够制备出性能优良的膜，可以将其应用到微电子器件(MEMS)上去。     

类金刚石碳膜的结构及其微动磨损行为

采用非平衡磁控溅射与等离子源离子注入(PSII)的混合技术，在1Crl8Ni9Ti不锈钢上制备N／Ti，N／TiN／C／DLC多层膜，研究其结构和微动磨损性能，并与N注入层比较。结果表明，N注入层内形成了CrN和Fe3N等氮化物相；多层膜内形成了TiN，Ti2N和CrN等化舍物相。PSII技术能够提高1Crl8Ni9Ti不锈钢的表面硬度，N注入层的硬度约为基体硬度的2．5倍，DLC多层膜的硬度约为基体硬度的4倍。N注入层和DLC多层膜都能够提高1Crl8Ni9Ti的抗微动磨损性，虽然DLC多层膜比N注入层薄，但其抗微动磨损性能更好。     

无氢DLC涂层的摩擦学性能

为了探究轮胎模具无氢类金刚石(DLC)涂层的摩擦学特性,增强轮胎模具的易脱模、防粘、自清洁性能以及提高轮胎质量与服役寿命,以轮胎模具常用的35钢为基体,利用电弧离子镀在基体试样上制备无氢DLC涂层,对涂层Raman光谱、表面粗糙度、表面微观形貌、纳米硬度、结合力和摩擦系数进行了分析,着重研究涂层摩擦前后表面微观形貌的变化以及摩擦磨损机理。结果表明:通过改变表面粗糙度可以有效降低涂层的摩擦系数,涂层摩擦系数随粗糙度减小而显著降低;在140℃高温条件下,摩擦系数最小低至0.363 4,且涂层纳米硬度可达32.45 GPa,弹性模量高达348.94 GPa。无氢DLC涂层完全满足轮胎模具减摩耐磨和自清洁性的使用要求,为制造高性能轮胎模具提供了一种可行的工艺选择。     

增强型脉冲离子源镀制DLC薄膜拉曼光谱研究

本文利用增强型脉冲电弧离子源在硅基底上沉积类金刚石薄膜，拉曼光谱分析表明DLC薄膜中sp^3键含量比不加磁过滤装置时脉冲离子源所镀的类金刚石薄膜高，折射率更接近金刚石折射率2．4并且光学带隙也增大，证明用增强型脉冲离子源镀制的类金刚石薄膜sp^3键含量提高，性能得到了很大改善。     

无氢类金刚石碳膜的研究进展

介绍了无氢类金刚石碳膜的制备方法 ,它们的机械、光学、电学性能 ,将无氢与含氢的类金刚石碳膜进行了简单比较 ,总结及探讨了它们的应用     

表面波激发等离子体合成类金刚石薄膜的实验研究

用表面波等离子体装置进行了类金刚石薄膜的合成实验,研究了微波功率、基底负偏压和气体组成等条件对成膜的影响.用拉曼光谱和扫描电子显微镜对薄膜结构和表面形貌进行了分析,得出在100Pa的工作气压下,使用CH4放电,大功率和高偏压有利于生成质量较好的薄膜.