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文檔簡介
1、金剛石膜是一種性能優(yōu)異的結構和功能材料,它具有高硬度、低摩擦系數(shù)、高熱導率、高透光率、低介電常數(shù)和寬禁帶等性質。在不銹鋼表面沉積金剛石薄膜,能兼顧不銹鋼的堅韌性和金剛石的強度、硬度及耐磨性,具有廣闊的應用前景。然而在鋼基表面直接沉積金剛石膜十分困難,研究者通常采用在鋼基表面制備中間過渡層的方法來加以解決。 本文用金屬鈦作為過渡層,以阻止Fe的石墨催化作用,同時由于Ti是強碳化物形成元素,與金剛石薄膜會發(fā)生界面擴散反應生成TiC,
2、可促進Ti與金剛石之間良好的化學結合,提高界面之間的結合力;此外,鈦中間層與基體鋼反應生成金屬間化合物,使得基體和中間層緊密結合。 本研究用脈沖激光方法來制備金屬鈦膜,系統(tǒng)地研究脈沖激光沉積參數(shù)對鈦膜結構的影響。用XRD來分析物相結構,SEM來觀察膜的表面形貌,橢圓偏振儀來測量膜厚,XPS來分析膜表面的化學成分和相對含量。 與濺射法沉積金屬薄膜相比,脈沖激光的沉積率要低得多,這是因為兩者沉積機制不同。金屬對激光束有一定的
3、反射效應,吸收率不高。實驗時通入Ar氣后,Ti膜的結晶性變好,這是由于氣體分子與等離子羽輝中的粒子碰撞,帶走了一部分熱量,滿足結晶的熱力學條件。并且通入Ar氣可有效地減小膜的再濺射效應,沉積的Ti膜的厚度變大。 由于金屬鈦具有很高的活性,在高真空下仍很容易結合空氣中的氧、氮而生成相應的氧化物、氮化物。只有進一步提高真空度,才有可能沉積出鈦膜。另外,腔體內壁的潔凈度對薄膜質量的影響也很大。用有機溶劑擦洗內壁并進行長時間烘烤,可以提
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