非平衡磁控濺射沉積類石墨碳膜結(jié)構(gòu)及其摩擦學(xué)性能

編號：FTJS02905

篇名：非平衡磁控濺射沉積類石墨碳膜結(jié)構(gòu)及其摩擦學(xué)性能

作者：王永軍； 李紅軒； 吉利； 劉曉紅； 吳艷霞； 周惠娣； 陳建敏；

關(guān)鍵詞：類石墨碳膜； 磁控濺射； 摩擦磨損；

機構(gòu)： 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點實驗室； 中國科學(xué)院北京研究生院；

摘要： 利用非平衡磁控濺射技術(shù)在單晶硅基底上沉積了類石墨非晶碳膜。利用X射線光電子光譜、Ram an光譜、高分辨透射電子顯微鏡及原子力顯微鏡對沉積薄膜的微觀結(jié)構(gòu)進行了詳細表征;利用納米壓痕儀和球盤摩擦試驗機分別對其力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能進行了測試。結(jié)果表明,當前制備的非晶碳膜中sp2雜化碳占主導(dǎo)呈現(xiàn)出類石墨特征,但薄膜硬度可達14.2 GPa。大氣環(huán)境中的摩擦性能測試表明,所制備的類石墨非晶薄膜具有優(yōu)異的摩擦學(xué)性能:其承載能力高達2.8 GPa,同時具有較低摩擦因數(shù)(~0.05)和磨損率(~10-11cm3/Nm)。類石墨碳膜優(yōu)異的摩擦學(xué)性能主要歸因于其獨特的結(jié)構(gòu)、較低的內(nèi)應(yīng)力及良好的熱穩(wěn)定性。