脉冲偏压对等离子体沉积DLC膜化学结构的影响

以乙炔为气源，用等离子体基脉冲偏压沉积（plasma based pulsd bias deposition缩写PBPBD）技术进行了不同负脉冲偏压条件下制备DLC膜的试验，通过X射线光电子谱（XPS）、激光喇曼光谱[Raman]以及电阻分析方法考察了负脉冲偏压幅值对DLC膜化学结构的影响，结果表明由-50kV到-10kV随负脉冲偏压降低，DLC膜中SP^3键分数单调增加，但当脉冲偏压为0时形成高电阻的类聚合物膜，说明荷能离子的轰击作用形成DLC化学结构的必要条件，键角混乱度和SP^2簇团尺寸与脉冲偏压之间不具有单调关系，在中等幅值负脉冲偏压条件下，键用混乱度较大且SP^2簇团尺寸细小。     

低温化学气相沉积两种DLC膜的摩擦性能研究

低温条件下在单晶硅表面沉积DLC膜和Si-DLC膜层,采用UMT-2微摩擦磨损实验机研究了两种膜层的摩擦磨损特性,借助拉曼光谱、X射线衍射仪及立体三维形貌仪分析了两种膜层的表面形貌和组成。使用扫描电子显微镜检测了两种膜层磨损后的表面形貌。结果表明两种膜层表面都非常平滑,属于纳米硬膜;两种膜层都具有良好的减摩托磨作用,其...     

Ti合金化DLC膜的结构和力学性能

在一台увнипА－1型双激发源等离子弧薄膜沉积装置上制取Ti合金化DLC膜，用纳米硬度计、显微硬度计、原子力显微镜以及X射线衍射仪和光电子能谱仪等手段对薄膜的力学性能和结构进行了分析和测定。摩擦磨损试验在一台球－盘滑动磨损试验机上进行。比较了不同钛合金化程度的DLC膜及热处理前后的性能变化。结果表明，薄膜的力学性能与Ti含量有非单值关系，但摩擦系数随Ti含量增加而升高；热处理后薄膜显微硬度显著升高的原因是生成了碳化钛硬化相。     

用等离子体基脉冲偏压技术制备DLC膜

用等离子体基脉冲偏压技术制备了ＤＬＣ膜，ＤＬＣ膜硬度值达３０ＧＰａ，电阻值达１００ＭΩ以上。降低脉冲负压峰值及适量引入氢气可促进ＳＰ＾３结构的形成，但氢气量超过一定阈值后ＳＰ＾２束片尺寸细化，ＳＰ＾２键含量有增加的趋势。在ＧＣｒ１５轴承钢基体上经磁控溅射沉积约３００ｎｍ纯Ｔｉ层，再用脉冲偏压技术沉积ＤＬＣ膜的改性层，在ＤＬＣ膜与ＧＣｒ１５钢基体之间形成了Ｃ－Ｔｉ成分渐变的梯度层。     

不锈钢表面沉积DLC膜的结构和性能

应用线性离子束复合磁控溅射技术在不锈钢和硅片基体上制备DLC膜,研究了基体偏压和过渡层的厚度和结构对DLC薄膜结构和性能的影响。结果表明,在过渡层相同偏压为-200 V的条件下,薄膜中的sp3键含量更低,但是薄膜结构致密性的提高使其硬度和膜基结合力反而提高;在偏压为-200V的条件下,随着过渡层厚度及层数的增加DLC薄膜中sp3含量均降低,同时过渡层和多层薄膜的硬度减小;在偏压为-100V条件下,过渡层厚度和层数对DLC薄膜sp3的含量没有明显的影响。当过渡层厚度为1.7μm、结构为Cr/CrC时,在11Cr17不锈钢基体上可制备出厚度为4.92μm、硬度为29.4 GPa、摩擦系数小于0.1、结合力高于70 N综合性能最佳的DLC薄膜。     

PBII制备TiNx/DLC多层膜的结构及摩擦学性能

采用等离子体基离子注入技术在30CrMnSi钢上制备了TiNx/DLC多层膜，通过X射线光电子谱和激光喇曼光谱测试分析了膜的结构特征，TiNx/DLC膜大气下的摩擦性能和在球盘式摩擦磨损试验机上进行。结果表明：DLC膜的结构强烈依赖于基权脉冲偏压，－5kV制得的DLC膜具有较多的C－H键结构，因而硬度最低，仅有8.3GPa；而-15kV的DLC膜由于含有较多的sp^3键，获得了最高的显微努氏硬度（23.6GPa)。DLC膜与GCr15钢球大气下的摩擦因数为0.17左右，其磨损性能由于TiNx，过渡层引入而显著提高。     

类金刚石碳膜的热学特性

利用珀尔帖效应,采用三夹层技术测量了类金刚石碳(DLC)膜的热传导率,并指出在高离子轰击能量和低CH_4气压下。通过rf等离子体沉积所制得的DLC膜具有好的热稳定性,其热传导率为2.1—2.4W/cm.deg。     

化学气相沉积金刚石膜

详细讨论了金刚石膜的化学气相沉积方法、特性及生长机理。指出了今后的研究重点。     

用侧向力显微镜表征纳米级DLC膜摩擦性能

本文用侧向力显微镜(Lateral Force Microscope,LFM)研究不同厚度类金刚石(Diamond-Like Carbon,DLC)膜的摩擦性能.对厚度为153.4 nm,64.9 nm,12.07nm DLC膜摩擦力和法向力的关系进行研究,实验表明施加较低载荷,摩擦力和法向力成线性关系,符合Amontons's定律;而膜厚为4.48nm、2.78 nm样品由于粗糙度、峰态和偏态的差异导致摩擦力和载荷关系不明显,研究指出针尖和薄膜的表面接触可以简化为Tomlinson模型,借助原子晶格振动的无损摩擦机理解释了这一现象.     

类金刚石膜Ti,Zr掺杂对DLC性能的影响EI北大核心

主要针对类金刚石膜存在的内应力大、热稳定性差等缺点,通过反应磁控溅射技术制备了掺杂Ti,Zr金属元素的DLC薄膜,将掺杂Ti,Zr金属元素的DLC薄膜与未掺杂DLC薄膜进行了比较,结果表明掺杂金属的DLC膜能够明显降低薄膜内应力,提高薄膜热稳定性,对于含氢DLC膜,金属的掺杂还提高了薄膜的硬度,但掺杂后的摩擦系数变大。     

异丙醇溶液中电化学法制备类金刚石薄膜的研究

采用电化学方法,以分析纯的异丙醇溶液作为碳源,低温(60～70℃)常压条件下,在(100)硅片上沉积了类金刚石薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱仪(Raman)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征了薄膜的表面形貌和结构。结果表明,电解异丙醇溶液可以获得表面均匀致密且sp3碳含量较高的含氢类金刚石薄膜。     

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。     

真空阴极弧离子镀类金刚石碳（DLC）膜的碳弧稳定性研究

选用氩气、氩气加氢气、氩气加乙炔等气体作为介质，石墨作为靶材进行真空阴极弧离子镀来制备类金刚石碳膜。石墨电弧有其独特的电弧特性曲线，不同气体介质对碳弧特性的影响不同，磁场的大小对电弧的稳定性有很大作用，碳弧下基片偏流随电弧电压的增加而减小，试验得到表面光滑的类金刚石碳（DLC）膜，对膜的表面进行了SEM分析。     

氧化物薄膜电化学沉积的研究进展

综述了氧化物薄膜电化学沉积的工艺条件与参数及其影响，给出了氧化物薄膜沉积的对象，描述了氧化物薄膜的作用和用途。     

脉冲真空弧源沉积类金刚石薄膜耐磨特性研究

本文利用脉冲真空弧源沉积技术在Cr17Ni14Cu4不锈钢和Si(100)基体上制备了类金刚石(DLC)薄膜,研究在不同基体偏压下,DLC薄膜的结构与性能.采用拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)研究DLC薄膜的原子结合状态,利用CSEM销盘摩擦磨损试验机研究其耐磨性,利用HXD1000B显微硬度仪测试其显微硬度,并采用压痕法评价其结合力.研究结果表明:DLC薄膜与基体结合牢固.随着基体偏压的提高,DLC薄膜内sp3键含量增大,薄膜硬度提高.Cr17Ni14Cu4不锈钢表面沉积DLC薄膜后,耐磨性大幅度提高,本文探讨了DLC薄膜的耐磨机理.     

电化学制备CNx薄膜及其结构表征

在甲醇-尿素有机溶液中,采用电化学沉积方法,在单晶硅表面沉积得到掺氮的类金刚石薄膜.利用原子力显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱、傅立叶分光红外光度计、X射线衍射仪研究了其表面形貌和微观结构.结果表明:电化学沉积得到的薄膜表面致密,但粗糙度较大;Raman光谱中出现明显的D峰和G峰,说明薄膜中存在无定形结构的碳基质;薄膜的化学元素组成主要为C,还有少量的N,C、N之间主要以单键和双键形式相连;薄膜中存在着一定数量的β-C3N4晶相.     

Adhesion property of SiOx-doped Diamond-like Carbon Films Deposited on Polycarbonate by Inductively Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition

SiO_x-DLC (diamond-like coating) films as candidates for protection coating of polymers were prepared by using a pulse-biased inductively coupled plasma chemical vapor deposition system with acetylene, tetramethylsilane and oxygen gasses. Effects of the gas composition and O₂ plasma pre-treatment on adhesion of the SiO_x-DLC films were investigated. Adhesion strength of Si-DLC films (with 0% oxygen) was almost the same to that of undoped DLC films. By employing O₂-plasma pre-treatment, adhesion strength of the Si-DLC films was considerably improved, while that of the undoped DLC films was not. The SiO_x-DLC films with the carbon to oxygen (O/C) ratio of 0.15 showed adhesion strength as high as that of the Si-DLC films on the O₂-plasma pre-treated substrate. However, further improvement of adhesion strength of the SiO_x-DLC was not realized by employing the O₂-plasma pre-treatment. On the other hand, the SiO_x-DLC films showed favorable feature of high deposition rate and large optical band gap although higher O/C ratio (> 0.15) brought about poor adhesion strength of the films.     

液相电沉积类金刚石薄膜的相关物理化学问题

利用液相电沉积技术制备了含氢类金刚石薄膜(ＤＬＣ);讨论了应用电位和沉积碳源对沉积过程和薄膜结构的影响;结果表明有高介电常数、低粘度、分子中甲基基团直接与极性基团键合的有机液体是合适的沉积碳源;通过增加沉积电位将有利于薄膜中ｓｐ^３碳的生长;最后,作者提出了液相沉积类金刚石薄膜的反应机理－极化－反应机制,在电场的作用下,有机分子被极化并在电极表面反应生成ＤＬＣ薄膜和其他产物．     

ECR-RF双功率源等离子体化学气相沉积制备类金刚石薄膜的研究

利用微波ECR加射频功率源等离子体化学气相沉积技术,以CH4为碳源气体,Ar气为稀释气体,在硅片(100)上制备了类金刚石薄膜.Raman光谱证实了薄膜的类金刚石特性;傅立叶变换红外光谱表明薄膜中存在明显的C-H键结构.采用AFM观察了表面形貌,均方根粗糙度大约为1.489nm,表明薄膜表面比较光滑.最后对其进行了摩擦性能测试,薄膜的平均摩擦系数为0.102.