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沉积气压对类金刚石薄膜结构和性能的影响

凌晓,  俞树荣,  张俊彦

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凌晓, 俞树荣, 张俊彦. 沉积气压对类金刚石薄膜结构和性能的影响[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1878-1882.
引用本文: 凌晓, 俞树荣, 张俊彦. 沉积气压对类金刚石薄膜结构和性能的影响[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1878-1882.
shu
Ling Xiao, Yu Shurong, Zhang Junyan. Influence of working pressure on structure and properties of diamond-like carbon films[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(6): 1878-1882.
Citation: Ling Xiao, Yu Shurong, Zhang Junyan. Influence of working pressure on structure and properties of diamond-like carbon films[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(6): 1878-1882.
shu

沉积气压对类金刚石薄膜结构和性能的影响

  • 1.

    兰州理工大学 石油化工学院,甘肃兰州 730050;

  • 2.

    中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室,甘肃兰州 730000

基金项目: 

国家自然科学基金（50823008）;国际合作专项基金（2010DFA63610）

详细信息
    作者简介:

    凌晓（1982-），男，博士生，主要从事固体润滑薄膜摩擦学方面的研究。Email：lingxiao820813@gmail.com

  • 中图分类号: TH117.3

Influence of working pressure on structure and properties of diamond-like carbon films

  • 1.

    School of Petrochemical Technology,Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050,China;

  • 2.

    State Key Laboratory of Solid Lubrication,Lanzhou Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Science,Lanzhou 730000,China

  • 摘要: 以纯甲烷为反应气体，采用等离子增强化学气相沉积技术通过改变沉积气压在316L不锈钢表面制备了一系列的类金刚石薄膜。薄膜结构、机械性能和摩擦学性能分别通过拉曼光谱仪（Raman）、纳米压痕仪（Nano-indententor Ⅱ）和往复球盘摩擦磨损试验仪获得。研究结果表明，随着沉积气压从7 Pa增加到15 Pa，薄膜的sp3含量和机械性能明显增加，而摩擦学性能显著降低。随着沉积气压从15 Pa增加到31 Pa，薄膜的sp3含量和机械性能明显降低，而摩擦学性能却显著增加。
    Abstract: The diamond-like carbon(DLC) films were prepared by plasma-enhanced chemical vapor deposition(PECVD) with CH4 as the gas at different working pressure, on substrates of 316L stainless steel. The microstructures and properties of the films were characterized with Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, nano-indenter and tribo-test. With the increase of working pressure from 7 Pa to 15 Pa, the sp3 content and mechanical properties of the films increased and the tribological properties decreased obviously. However, with the increase of working pressure from 15 Pa to 31 Pa, the sp3 content and mechanical properties of the films decreased and the tribological properties increased obviously.
  • [1]
    [2] Caschera D, Federici F, Kaciulis S, et al. Deposition of Ti-containing diamond-like carbon(DLC) films by PECVD technique[J]. Materials Science and Engineering: C, 2007, 27(5): 1328-1330.
    [3]
    [4] Zhang W, Tanaka A, Wazumi K, et al. Effect of environment on friction and wear properties of diamond-like carbon film[J]. Thin Solid Films, 2002, 413(1): 104-109.
    [5]
    [6] Pan Yongqiang, Huang Guojun. Infrared optical properties of amorphous silicon films deposited by electron beam evaporation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(11): 2233-2237. (in Chinese) 潘永强, 黄国俊. 电子束热蒸发非晶硅薄膜红外光学特性[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(11): 2233-2237.
    [7]
    [8] Fu Xiuhua, Yang Yongliang, Liu Guojun, et al. Research of uniformity of diamond-like carbon on extensive head covering[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(1):181-184. (in Chinese) 付秀华, 杨永亮, 刘国军, 等. 大面积头罩上类金刚石薄膜均匀性研究[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(1): 181-184.
    [9] Wang Li, Cheng Xinbin, Wang Zhanshan, et al. IAD process for optical coating application[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(6): 896-898. (in Chinese) 王利, 程鑫彬, 王占山, 等. 离子束辅助沉积薄膜工艺[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(6): 896-898.
    [10]
    [11]
    [12] Dai H Y, Jiang H, Zhan C Y, et al. Effects of sputtering current on the bonding structure and mechanical properties of diamond-like carbon films deposited by MFPUMST[J]. Surface and Interface Analysis, 2009, 41(7): 560-564.
    [13]
    [14] Zarrabian M, Fourches-Coulon N, Turban G, et al. Effect of negative bias voltage on aC: H films deposited in electron cyclotron resonance plasma[J]. Diamond and Related Materials, 1997, 6(5): 542-546.
    [15]
    [16] Kamata K, Inoue T, Sugai K, et al. Effect of negative dc bias voltage on mechanical property of a-C: H films deposited in electron cyclotron resonance plasma[J]. Journal of Applied Physics, 1995, 78(2): 1394-1396.
    [17]
    [18] Cai W, Sui J H. Effect of working pressure on the structure and the electrochemical corrosion behavior of diamond-like carbon(DLC) coatings on the NiTi alloys[J]. Surface and Coatings Technology, 2007, 201(9): 5194-5197.
    [19] Dai W, Wang A. Deposition and properties of Al-containing diamond-like carbon films by a hybrid ion beam sources[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2011, 509(13): 4626-4631.
    [20]
    [21] Dai W, Zheng H, Wu G, et al. Effect of bias voltage on growth property of Cr-DLC film prepared by linear ion beam deposition technique[J]. Vacuum, 2010, 85(2): 231-235.
    [22]
    [23] Uhlmann S, Frauenheim T, Lifshitz Y. Molecular-dynamics study of the fundamental processes involved in subplantation of diamondlike carbon[J]. Physical Review Letters, 1998, 81(3): 641-644.
  • [1] 操淑琴, 黄亚博, 陈良贤, 刘金龙, 魏俊俊, 廉伟艳, 赵志宏, 杨振京, 陈晓依, 彭志勇, 邢忠福, 李成明.  La掺杂对Y2O3/Diamond薄膜结构与性能的影响 . 红外与激光工程, 2023, 52(12): 20230240-1-20230240-10. doi: 10.3788/IRLA20230240
    [2] 张朝阳, 魏俊俊, 邢忠福, 彭志勇, 刘金龙, 陈良贤, 李成明.  金刚石膜表面微结构红外增透性能研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(2): 20200199-1-20200199-8. doi: 10.3788/IRLA20200199
    [3] 王华丰, 孙轲, 孙盛芝, 邱建荣.  飞秒激光诱导金刚石微纳结构及其应用（特邀） . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201057-1-20201057-11. doi: 10.3788/IRLA20201057
    [4] 王朋, 薛栋柏, 张昊, 杨坤, 李伟皓, 回长顺.  红外晶体等距恒速单点金刚石车削 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 742001-0742001(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0742001
    [5] 程勇, 陆益敏, 黄国俊, 米朝伟, 黎伟, 田方涛, 王赛.  磁场辅助激光沉积类金刚石膜初探 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1117002-1117002(5). doi: 10.3788/IRLA201948.1117002
    [6] 杨光, 刘佳蓬, 钦兰云, 任宇航, 王维.  激光沉积TA15钛合金显微组织及高周疲劳性能研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1106003-1106003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1106003
    [7] 陆益敏, 黄国俊, 郭延龙, 程勇, 韦尚方.  双激光制备双层结构类金刚石膜的实验研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1121003-1121003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1121003
    [8] 陆益敏, 郭延龙, 黄国俊, 黎伟, 万强, 唐璜.  脉冲激光沉积低内应力多层类金刚石膜 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 921001-0921001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0921001
    [9] 方俊飞, 邓建平, 张鹏超.  球形谐振腔表面结构对银的增强辐射性能 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 916001-0916001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0916001
    [10] 陈芳, 方铉, 王双鹏, 牛守柱, 方芳, 房丹, 唐吉龙, 王晓华, 刘国军, 魏志鹏.  PEALD沉积温度对AlN的结构和表面特性的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 421001-0421001(4). doi: 10.3788/IRLA201645.0421001
    [11] 丛晓庆, 邱祥彪, 孙建宁, 李婧雯, 张智勇, 王健.  原子层沉积法制备微通道板发射层的性能 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 916002-0916002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0916002
    [12] 张圣斌, 左敦稳, 卢文壮.  金刚石衬底的氧化钒薄膜光电特性研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1221001-1221001(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1221001
    [13] 朱永伟, 沈琦, 王子琨, 凌顺志, 李军, 左敦稳.  多晶金刚石固结磨料研磨垫精研石英玻璃的性能探索 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1003003-1003003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1003003
    [14] 李玉琴, 王学德, 宋飞龙, 柴艳.  激光冲击304不锈钢微观组织和性能研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1006005-1006005(4). doi: 10.3788/IRLA201645.1006005
    [15] 邓丽莉, 石强, 张辉, 段倩倩, 菅傲群, 桑胜波, 张文栋.  条形和脊型SOI 波导微环结构传感性能研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 752-757.
    [16] 王维, 李新宇, 杨光, 钦兰云, 任宇航.  超声场下激光沉积TA15钛合金的组织和力学性能 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3559-3564.
    [17] 汪宝旭, 朱明智, 陈晓娟, 王美聪, 吴文凯.  三自由度柔性镜框结构力学性能分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3998-4005.
    [18] 刘婷婷, 朱永伟, 王加顺, 徐俊, 袁航.  镍包覆率对固结金刚石磨料研磨垫加工性能的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4045-4050.
    [19] 陈智利, 刘卫国.  不同离子束参数诱导单晶硅纳米微结构与光学性能 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2490-2495.
    [20] 付秀华, 杨永亮, 刘国军, 李琳, 潘永刚, Ewan Waddell.  大面积头罩上类金刚石薄膜均匀性研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 181-184.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-19
  • 修回日期:  2013-04-20
  • 刊出日期:  2014-06-25

沉积气压对类金刚石薄膜结构和性能的影响

  • 1. 兰州理工大学 石油化工学院,甘肃兰州 730050;
  • 2. 中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室,甘肃兰州 730000
    • 作者简介:

    凌晓（1982-），男，博士生，主要从事固体润滑薄膜摩擦学方面的研究。Email：lingxiao820813@gmail.com

  • 收稿日期: 2013-03-19
  • 修回日期: 2013-04-20
  • 刊出日期: 2014-06-25
基金项目:

国家自然科学基金（50823008）;国际合作专项基金（2010DFA63610）

  • 中图分类号: TH117.3

摘要: 以纯甲烷为反应气体，采用等离子增强化学气相沉积技术通过改变沉积气压在316L不锈钢表面制备了一系列的类金刚石薄膜。薄膜结构、机械性能和摩擦学性能分别通过拉曼光谱仪（Raman）、纳米压痕仪（Nano-indententor Ⅱ）和往复球盘摩擦磨损试验仪获得。研究结果表明，随着沉积气压从7 Pa增加到15 Pa，薄膜的sp3含量和机械性能明显增加，而摩擦学性能显著降低。随着沉积气压从15 Pa增加到31 Pa，薄膜的sp3含量和机械性能明显降低，而摩擦学性能却显著增加。

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