彈性復(fù)合薄膜的制備與表征以及納米摩擦學(xué)特性研究.pdf

1、隨著納米科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是微電子機(jī)械系統(tǒng)和高速磁記錄技術(shù)的迅速發(fā)展，迫切需要解決納米級(jí)的潤滑和零磨損問題，表面改性技術(shù)是解決這一問題的有效途徑。本文中，我們根據(jù)多層復(fù)合彈性納米薄膜涂層系統(tǒng)由不同彈性模量薄膜組成從而抑制能量損耗的設(shè)計(jì)思想，將分子自組裝方法、脈沖磁過濾陰極真空弧源沉積(FCVA-Filtered Cathodic Vacuum Arc)方法和化學(xué)氣相沉積(CVD)方法結(jié)合，借助于三明治夾層結(jié)構(gòu)理念引入彈性體(SEB

2、S)，制備多層復(fù)合彈性納米薄膜，并分析其力學(xué)性能和摩擦特性，旨在獲得一種優(yōu)良的表面改性技術(shù)。
　　 文中，我們以偶聯(lián)劑APS為例，使用AFM觀察了不同反應(yīng)時(shí)間下3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)在單晶硅表面形成的SAMs形貌，對(duì)APS膜的形成機(jī)理及形貌特征進(jìn)行了分析，研究表明：APS膜的形成可分為兩個(gè)階段：“島”式結(jié)構(gòu)數(shù)量增多和“島”式結(jié)構(gòu)長大階段。與此同時(shí)，還考察了反應(yīng)溶液濃度、反應(yīng)溫度、材料種類對(duì)薄膜形貌的影響。
　　

3、 采用X射線光電子能譜XPS和激光拉曼Raman光譜對(duì)薄膜的表面結(jié)構(gòu)成份進(jìn)行了表征，然后我們得出：通過分子自組裝方法、脈沖磁過濾陰極真空弧源沉積方法FCVA、化學(xué)氣相沉積方法CVD均可以獲得完備、均一、平滑的分子薄膜。
　　 在英國MML公司納米測(cè)試系統(tǒng)上通過納米壓痕、納米劃痕實(shí)驗(yàn)考察了復(fù)合薄膜的力學(xué)特性。通過分析硬度、彈性模量、膜基結(jié)合性能，最后得出：以DLC膜為頂層的彈性復(fù)合薄膜力學(xué)性能優(yōu)于普通彈性薄膜。使用多功能微摩擦磨