物理气相沉积dlc和tin系列超硬膜的研究

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1、中南大学硕士掌位论文摘要本文首先对类金刚石膜和TN系列超硬膜两种多功能涂层的性能．制备及检测手段进行了综合

2、生的描述。在此基础上，采用直流磁控溅射在多晶硅表面沉积了类金刚石的c膜，通过改变沉积基体的温度，溅射功率，沉积气压等实验参数，使得到的c膜呈现出不同的表面形貌；采用多弧离子镀，通过改变沉积的气氛，不同靶材之侧的转换的方法，在不锈钢表面分别沉积了TiN／TiAlN／TiN．TiN／TiAlN，TiN／T

3、NC三种多层膜。利用原子力显微镜(AFM)，x射线衍射叹(xRD)．扫描电镜(SEM)，显微硬度测量仪

4、以及拉伸试验对膜的组织、结陶、一降毙进7ji’陛能险测分昕，得到以下结果：I工艺参数对直流磁控溅射沉积DLc的表面形貌有明显影响。【1)基体温度越高，DLC瞑的表面粗糙度越大，原因是温度的升高增加了C原子表面扩散的ii力．表面扩散趋同于生成含高sp一键结构更接近热力学更加稳定的石墨结陶。石墨结构越多，表面越粗糙；(2)溅射功率升高，表面租糙度降『氐，嗓因是当植八离子的能量大于原子的剥离能时，使进入亚表面的C原子增多，表面扩散不易进{亍．能量被耗散在内部相对大的体积内，同时增加了溅射消移的效果，表面光渭，反之t

5、如果}亘入的能量达不到一定数值，：净主要进行表面扩敞，瓶髓度增加：(31沉积气压升高，表面半R糙度增加，这与沉积气压升高增加了入射粒子的碰撞，从而降低丁随子的＼射能量有关。!．TiN／TiAlN／TiN，TiN／TiAlN，TiN／T

6、NC三种多层膜体系都形成了强烈的(1ll，面织构aTiN／TiAlN／TiN有最高的硬度，TiN／TiAlNi欠之，TiN／T烈C最低。这个结果符合EBemporad等人提出的模型。对于硬膜软基体体系，表面超硬层对整体的宏观力学性能(抗拉强度和延伸率)没有影响。关键词：类金刚石

7、膜，TiN系列超硬膜，表面形貌，性能检测!查查兰竺主兰竺竺查．一一—————————j竺兰r-abstractThepr。pertles．preparati。ns，characterizationsandapplicaclonsofdlam。ndIikecarbon(DLC)filmandT1NSuperhardfilmsweredescribedbHenvatttrst．Basedonthis，differentsurfacemorphol。gy。fdiamo—ndllkecarbonnlmwasdepos

8、itedo兀SiwaferbycontroLlingthetempera一：ureofsLlbstrace，ambLentpressure，sputteringp。werinDCmagne：rorsDutteringusIng：nulti—arcl。nimpiantati。n，TlN／Ti．、iN，ri、，nNjTL、l、，‘n、Ti、Cmulnlayerweredeposnedbychangl九gamblentga3imds口Llt：e!i九言targec．^t。mlcforcemlcroscope(AFⅥ

9、)，X—rm∞ffracE∽F(＼RD)．ScannLfj葛electron'Tlicroscope(SEⅥ)，tensLontescwasojed【oEes’theseFLlms．37analyzlngtheresuits，wemadefollowlngconclus：orj：【．Theparame(ersintheDCmagnetr。nsputterlnghaveevi。e1cefjec￡crthemorphol091、ofdiamond—llkecarbonfilm．fL)Theelevated￡emp

10、eratu_eleadioamL_c170ug九e_surface．Surfaced：f}uslonLspromo：÷dbv：he：1creaseof：已mDerature．DlffuslonLnthesurfaceLaversoFDLCⅣLi。te-it。generateoraeredclusterswlthhLghsp。contents，i．e．wL：nst?uctLriscl。seri。：he：hermodynamicallys：ablegrap卜ltephaseⅥ。r÷：ra口h1：ephase℃he

11、sBrfacehas，rougher℃hesurfaceis；(2)Thesur：ocebecamer。ugherwhe八：hesputterlng口owerincreased．Whentheener三?ofanL吼pingingL。nexceedsthecritlcalvalueforatomicdisDlac已me八：in!_estructure．surfacedlffusionis九otpro