Cu,Zr,N掺杂类金刚石薄膜的制备及性能研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rangdeqian
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
类金刚石薄膜具有优异的力学性能、摩擦学性能及化学惰性,在工业和医学等领域有巨大的应用前景。制备工艺对类金刚石薄膜性能影响很大,尤其是薄膜与基体的结合力,薄膜容易从基体剥落导致类金刚石薄膜在应用方面受到很大限制。掺杂元素可以有效改善薄膜与基体的结合性,是类金刚石薄膜能否广泛应用的关键核心。因此,探索合理的制备工艺成为重点。本文采用离子源辅助直流磁控溅射和离子源辅助射频磁控溅射方法,制备了不同铜含量的类金刚石薄膜,不同锆含量的类金刚石薄膜,不同氮含量的类金刚石薄膜,并对薄膜的成分和结构、力学性能、摩擦学性能及耐腐蚀性能进行分析。综合本文测试分析结果,可以得出如下结论:(1)对于不同铜含量掺杂的类金刚石薄膜,随着掺杂铜电流增大,类金刚石薄膜中铜含量增加,薄膜的厚度和沉积速率变化不大。随着铜含量增大,薄膜中ID/IG先减小后增大,sp3含量先增大后减小。受到sp3含量影响,薄膜硬度和弹性模量先增大后减小。薄膜的结合力随着铜含量的增加先增大后减小。薄膜的摩擦系数和表面粗糙度随着铜含量的增大而逐渐减小,受到硬度和弹性模量的影响,薄膜磨损率先增大后减小。铜含量的增加不利于类金刚石薄膜耐腐蚀性。综合来说,铜含量为4.6at%时,薄膜膜/基结合力最大,硬度和弹性模量较高,薄膜摩擦系数和磨损率均较低。(2)对于锆掺杂类金刚石薄膜,随着掺杂锆功率增大,锆含量线性增加。随着锆功率增大,锆掺杂类金刚石薄膜厚度和沉积速率先增大后保持稳定。锆含量从4.9at%增加至16.3at%时,ID/IG逐渐增大,薄膜中sp3含量逐渐减小,硬度从16.2GPa逐渐下降至10.1GPa;Zr含量继续增大,ID/IG逐渐减小,薄膜硬度增大至15.0GPa。锆掺杂类金刚石薄膜的摩擦系数比不锈钢基体摩擦系数小,磨损率低,锆掺杂类金刚石薄膜最小摩擦系数为0.07。锆含量从4.9 at%增大至16.3at%,ID/IG逐渐增大,薄膜中sp3含量减少,类金刚石薄膜致密度降低,耐腐蚀性减弱;随着锆含量增大,ID/IG减小,sp3含量增加,类金刚石膜耐腐蚀性能增强。掺杂锆在一定范围内,类金刚石薄膜耐腐蚀性比不锈钢基体强。(3)对于氮掺杂的类金刚石薄膜,随着N2气流量增加,类金刚石薄膜中氮含量逐渐增加,氮掺杂类金刚石薄膜厚度和沉积速率逐渐增大。受内应力影响,随着氮含量增大,薄膜的膜/基结合强度逐渐变弱。氮含量增加,薄膜中ID/IG先减小后增大,sp3含量先增大后减小,导致薄膜维氏硬度先增大后减小。薄膜的摩擦系数随着氮含量先增大后逐渐减小,磨损率先增大后减小。随着氮含量增加,薄膜的耐腐蚀性先增强后变弱,适当的氮含量增加有利于提高薄膜的耐腐蚀性能。
其他文献
根据2019年调查数据显示,微信每月的活跃用户在第三季度达到11.51亿,同比增长6%。参考我国移动互联网月用户11.38亿,即97.7%用户安装了微信程序。作为移动互联时代自媒体的标志性平台之一,微信在社会信息传播、社交与教育教学等领域的作用价值不断凸显。目前,微信在大学生群体中的使用率几乎达到了100.00%,因此利用微信辅助教学来进行网球普修课的实验研究,了解并正视微信辅助教学的作用价值,对
基于对2004年上海市知识产业经济普查数据和多种渠道收集的2001年纽约知识服务业统计数据的详细剖析,本文从产业规模和产业效率两个方面深入讨论知识服务业内部不同产业的相对
流动人口素质的提高成为未来我国经济能否持续发展的基本问题之一,而构建符合中国特色的流动人口终身教育体系恰恰是解决这一问题的好方案。以流动人口终身教育体系的意义和基
随着人口老龄化进程的加剧,老年人的需求越来越多的开始得到人们的关注。然而,目前老年产品市场鱼龙混杂,一些产品只是打着为老年人而设计的旗号,却没能深入挖掘老年用户的需求,真正解决老年人所遇到的问题。老年人由于生理机能的衰退,在起坐过程中往往遇到很大的困难,有的需要借助身体其他部分的力量来代偿,有的则需要通过外力的辅助才能顺利完成起坐过程。卫生间是老年人一天中出入较为频繁的场所之一,也是老年人发生危险
随着移动智能设备的大规模普及,人们对于无线网络的需求越来越大,传统WLAN网络由于其具有部署简单,成本低廉,且能极大的减轻传统蜂窝网络的压力等优点,得到了广泛的部署。但是由于传统WLAN网络存在着诸如厂商锁定,兼容性差和新功能部署周期长等缺陷而难以满足未来网络的需求。SDN具有转控分离,逻辑上的集中控制和丰富灵活的可编程接口等特性,被认为是替代传统网络架构的有力技术。显然,将SDN引入到WLAN网
“这次应急预案演练是历届中最好最全面也是最成功的,证明我们的应急预案正不断完善,演练聚焦了集团各公司的骨干力量,各职能发挥了作用,体现我们应对突发事件的能力:同时,演练中也
本刊讯(记者 傅维)前不久,江苏优立光学旗下事业部亚细亚光学所属镜片品牌“卡帕斯”被国家工商总局认定为“中国驰名商标”。多年以前,优立光学(原尊龙公司)就走上了品牌发展之路,
本文以Bi_2WO_6为活性组分,双介孔二氧化硅(BMMS)为载体,制备了负载型Bi_2WO_6/BMMS催化剂;利用TiO_2与Bi_2WO_6制备了TiO_2-Bi_2WO_6异质结型催化剂。通过XRD、N_2吸附脱附、FTIR、UV-vis、SEM、EDS和TEM等方法对催化剂进行表征。以十二烷和二苯并噻吩(DBT)为溶剂和溶质配成模拟油,以该模拟油为原料评价催化剂的光催化氧化脱硫(PODS
目的:通过过继转移日本血吸虫感染鼠树突状细胞(DC)亚群,探讨DC亚群对卵清蛋白(OVA)诱导的肺组织CCL-11和IL-13Rα2表达及嗜酸性粒细胞浸润的影响。方法:用CD8α和CDllc磁珠分离纯化
为更好地服务城市交通,方便市民出行,自今年元旦起,唐山公交客服中心与交通文艺台建立联动机制,共同搭建信息互动平台。公交客服中心每天上午九点与唐山交通文艺广播“阳光路上”