利用rf-PECVD方法在不同基底上制備DLC膜的實驗研究.pdf

1、本文采用射頻PECVD方法，以CH4和Ar為氣源在不銹鋼、模具鋼Cr12鋼、樹脂材料PMMA等基底上制備出類金剛石(DLC)薄膜。使用掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、激光拉曼光譜(Raman)和付立葉變換紅外光譜(FT-IR)等手段對樣品形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征；利用紫外-可見光分光光度計對所沉積的DLC膜的光學(xué)性能進行了研究；利用顯微硬度計、劃痕儀和摩擦磨損試驗機等對DL

2、C膜的機械和摩擦學(xué)特性進行了研究，得到了DLC膜摩擦性能的變化規(guī)律，對DLC膜的自潤滑機制和磨損機理進行了探索。
　　 采用旋轉(zhuǎn)磁控電弧離子鍍技術(shù)，在不銹鋼表面預(yù)先制備了Ti/TiC、Ti/TiN等中間過渡層，然后在過渡層上成功沉積了一定厚度的DLC膜，膜與基底的結(jié)合力較好；對不銹鋼上沉積的DLC膜作SEM分析，發(fā)現(xiàn)薄膜與基體結(jié)合良好，沒有出現(xiàn)開裂、分離的情況；拉曼光譜、X射線光電子能譜、納米壓痕儀測試表明，在實驗參數(shù)條件下制備

3、的DLC膜的結(jié)構(gòu)及性能都有所變化，含sp3雜化較多的DLC膜的硬度比較大。
　　 應(yīng)用離子束濺射技術(shù)在Cr12模具鋼上預(yù)先制備Cr過渡層，然后在過渡層上成功地制備了摻氮DLC膜。XRD分析表明薄膜為非晶態(tài)：氮氣分壓對薄膜結(jié)構(gòu)及性能有很大的影響：隨著N2分壓得增加，薄膜中N/C原子比升高，N含量增大，N-sp3C鍵合比例上升，薄膜中所含有的sp3價態(tài)密度增加；與未摻入氮的DLC膜相比，摻氮DLC膜的硬度和彈性模量提高近一倍，摻氮D

4、LC膜的摩擦系數(shù)更低。
　　 用射頻PECVD方法在常溫條件下通過引入過渡層（如Si膜等）在PMMA樹脂材料上沉積出厚度為納米級的DLC膜。沉積有DLC膜的樹脂鏡片的硬度和抗磨損性能均有明顯提高，與基底相比，薄膜磨損量減少了一個數(shù)量級；所制備的DLC膜在可見與紅外光區(qū)段具有良好的透過率，但是與基片相比，鍍膜后的透射率有所下降，DLC膜的透過率隨著自偏壓的升高而提高；在經(jīng)過冷凍、鹽水浸泡后，樹脂鏡片上的DLC膜沒有脫落，性能變化不