真空退火温度对掺铬类石墨镀层微观组织结构的影响.pdf

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1、第41卷第4期人工晶体学报Vo1．41No．42012年8月JOURNALOFSYNTHETICCRYSTALSAugust，2012真空退火温度对掺铬类石墨镀层微观组织结构的影响时惠英，李洪涛，蒋百灵(西安理工大学材料科学与工程学院，西安710048)摘要：采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀设备于单晶硅基体上制备了掺铬类石墨镀层，并利用x射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对真空退火处理前、后掺铬类石墨镀层的物相和微观组织结构演变规律进行了详细分析。研究结果表明：当真空退火温度达到500℃以上时，在掺铬类石墨

2、镀层的C／Cr工作层中会相继出现Cr，C、Cr：，C甚至微晶石墨等晶体；在掺铬类石墨镀层的真空退火过程中，Cr。C：碳化物相较Cr，C碳化物相更容易于Cr原子弥散掺杂的非晶石墨层中析出，且Cr3C碳化物相倾向于在C／Cr工作层中cr原子浓度大的区域析出；Cr3C：和Cr2，C等碳化物相的析出对cr原子浓度的依赖性逐渐减弱。关键词：真空退火；掺铬类石墨镀层；微观组织结构中图分类号：0484文献标识码：A文章编号：1000-985X(2012)04．1143-05EfectofVacuumAnnealingTempera

3、tureontheMicrostructureofCr-dopedGraphiteLikeCarbonCoatingsSH／Hui—ying，LI舶ng—tao，JIANGBai—ling(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，XilmUniversityofTechnology，Xikn710048，China)(Received11March2012)Abstract：TheCr—dopedgraphitelikecarboncoatingsweI1edepositedon

4、tosinglecrystalsiliconbymagnetronsputteringionplating．ThephaseandmicrostructureofCr—dopedgraphitelikecarboncoatingsbeforeandaftervacuumannealingwereanalyzedindetailusingXRDandTEM．Theresultsshowthat：Cr3C2，Cr23C6andeventhemicrocrystallinegraphitecrystalscanappear

5、intheC／CrworkinglayerofCr—dopedgraphitelikecarboncoatingssuccessivelyasthevacuumannealingtemperatureabove500℃．DuringthevacuumannealingprocessofCr—dopedgraphitelikecarboncoatings，CrsC2wasprecipitatedeasilyinamorphousgraphitelayerwithCratomsdopedcomparedtoCr23C6，

6、andCr3C2carbidestendtoprecipitatearoundthehighconcentrationzoneofCratomsintheC／Crworkinglayer．ThedependenceofCrsC2，Cr23C6etc．carbidesprecipitationonCratomsconcentrationwasgraduallyweakened．Keywords：vacuumannealing；Cr—dopedgraphitelikecarboncoatings；microstmctur

7、e1引言近年来，采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术制备的掺铬类石墨镀层因具有内应力小、结合强度高和与类金刚石薄膜相当的高硬度、低摩擦系数、低磨损率等优点，，且不存在“触媒效应”而作为新一代减摩收稿日期：2011-03—11基金项目：陕西省教育厅科学技术研究计划(09JK623)资助项目作者简介：时惠英(1959一)，女，河北省人，副教授。E．mail：hy．shi@163．corn