磁控濺射Al靶功率對(duì)類金剛石薄膜結(jié)構(gòu)和摩擦學(xué)性能的影響

編號(hào)：NMJS02237

篇名：磁控濺射Al靶功率對(duì)類金剛石薄膜結(jié)構(gòu)和摩擦學(xué)性能的影響

作者：周升國(guó)； 王立平； 薛群基；

關(guān)鍵詞：磁控濺射； Al/a-C∶H； 納米復(fù)合薄膜； 摩擦學(xué)性能；

機(jī)構(gòu)： 中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； 中國(guó)科學(xué)院研究生院；

摘要： 本文采用中頻磁控濺射金屬Al靶,以CH4為反應(yīng)氣體,通過調(diào)整Al靶濺射功率,在p(100)單晶硅片和不銹鋼基底上成功制備出不同Al含量的Al/a-C∶H納米復(fù)合薄膜.并利用HR-TEM、XPS、納米壓痕儀和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等手段分析和研究了Al/a-C∶H薄膜的結(jié)構(gòu)、機(jī)械及摩擦學(xué)性能.結(jié)果表明:金屬Al以納米晶顆粒形式鑲嵌在非晶碳網(wǎng)絡(luò)中,使得所制備Al/a-C∶H薄膜呈現(xiàn)出典型的納米晶/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu);同時(shí),Al摻雜促進(jìn)了薄膜中sp2雜化碳形成,且有效地釋放殘余內(nèi)應(yīng)力.Al靶濺射功率為800 W時(shí)所制備的Al/a-C∶H薄膜具有結(jié)構(gòu)致密、內(nèi)應(yīng)力低、硬度高的特性;在大氣環(huán)境中,該薄膜與Si3N4陶瓷球干摩擦?xí)r顯示出優(yōu)越的摩擦學(xué)性能,其摩擦系數(shù)約為0.055,磨損率約為2.9×10-16m3/(N.m).