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《基体偏压对高功率脉冲磁控溅射制备类石墨碳膜的影响研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第33卷第10期真空科学与技术学报2013年10月CHINESEJOURNALOFVACUUMSCIENCEANDTECHNOLOGY969基体偏压对高功率脉冲磁控溅射制备类石墨碳膜的影响研究1,21＊2＊2张学谦黄美东柯培玲汪爱英(1.天津师范大学天津300387;2.中科院宁波材料技术与工程研究所宁波315201)ImpactofBiasontheGraphite-LikeCarbonFilmsGrownbyHighPowerImpulseMagnetronSputtering1,21＊2＊2ZhangXueqian,HuangMeidong,KePeiling,WangAiying
2、(1.TianjinNormalUniversity,Tianjin300387,China;2.NingboInstituteofMaterialsTechnologyandEngineering,ChineseAcademyofSciences,Ningbo315201,China)AbstractThegraphite-likecarbon(GLC)filmsweredepositedbyhighpowerimpulsemagnetronsputtering(HPPMS)onSisubstrates.Theimpactsofthesynthesisconditions,suchas
3、thesubstratebias,ionenergyandpressure,onthepropertiesoftheGLCfilmswereevaluated.TheGLCfilmswerecharacterizedwithX-rayphotoelectronspectroscopy(XPS),Ramanspectroscopy,atomicforcemicroscopy(AFM),andconventionalmechanicalprobes.Theresultsshowthatthesubstratebiasvoltagestronglyaffectsthemicrostructur
4、esandmechanicalproperties.Forinstance,asthebiasin-creased,thesurfacebecameincreasinglysmooth,accompaniedbyanincreasedhardnessandinternalcompressivestress;2thespdensitychangedinadecrease-increasemode,minimizedat-100V.at-300V,theGLCfilmsdisplayexcellent2tribologicalperformance,possiblybecauseofthei
5、ncreasedspdensityandsurfacehardness,andadecreasedsurfaceroughness.KeywordsHIPIMS,Biasvoltage,GLCfilms;Microstructure摘要采用高功率脉冲磁控溅射技术于Si基底表面制备了类石墨碳膜,研究了基体偏压对薄膜沉积速率、微观结构、力2学性能及摩擦学性能的影响规律。结果表明:随着基底偏压的增高,GLC薄膜sp含量呈先减小后增加的趋势,在-100V时达2到最小值;其表面粗糙度逐渐降低;硬度和内应力逐渐增大;在基体偏压为-300V时薄膜的摩擦性能最好,高sp含量、高硬度和低表面粗糙度共同决定
6、了GLC薄膜优异的摩擦学性能。关键词高功率脉冲磁控溅射偏压类石墨碳膜微观结构中图分类号:TB79文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1672-7126.2013.10.03随着新型纳米复合薄膜的不断开发和研究,固[1-3]媒反应而受到重视。目前,GLC薄膜主要是通体润滑薄膜有着非常广阔的应用前景。在众多固体过直流磁控溅射和非平衡磁控溅射制备,但传统的润滑材料中,非晶碳膜具有高硬度、低摩擦系数和很磁控溅射技术溅射的靶材大多以原子形态存在,离高的耐磨性等优点,作为一类新型的减摩润滑材料子能量较低,可控性较差,通过外部场很难控制加2而备受关注。近年来以碳-碳sp键为主的类石墨碳
7、速,沉积薄膜的质量和性能难有明显优化。高功率(graphite-likecarbon,GLC)膜克服了传统类金刚石脉冲磁控溅射(HIPIMS)技术是近年来研发出的一种DLC(diamond-likecarbon,DLC)膜与铁基材料发生触新型物理气相沉积方法,其特点是利用较高的脉冲收稿日期:2012-11-19基金项目:国家自然科学基金项目(51005226,61078059,51101080);宁波市创新团队(2011B81001
