氮气流量对类富勒烯碳氮薄膜结构及力学性能的影响

• 作者: 万志华 冯兴国 周晖 张凯锋 杨拉毛草 胡汉军 郑玉刚
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 磁控溅射 类富勒烯碳氮薄膜 微观结构 力学性能
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术
• 页码范围: 236-242
• 页数: 7页
• 分类号: TG156.88|TB114.2
• 字数: 3854字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.02.037

摘要

目的 在9Cr18钢表面制备类富勒烯碳氮薄膜,提高9Cr18钢表面强度.方法 采用非平衡直流磁控溅射技术,在沉积温度为300℃的Ar和N2混合气氛中溅射C靶,制备类富勒烯CNx薄膜.利用XPS、Raman光谱、SEM研究了类富勒烯CNx薄膜的微观结构,利用纳米压痕仪和球盘摩擦试验机研究了CNx薄膜的力学性能和摩擦学性能.结果 类富勒烯CNx薄膜中存在sp2C—C、sp2N—C和sp3C—N化学键,类富勒烯结构的CNx薄膜的ID/IG比值较高且G峰向低峰位移动.随着氮气流量的增加,薄膜的硬度和弹性恢复系数先增大后减小,薄膜的硬度和弹性恢复系数越高,其磨损率越低.结论 氮气流量为10 mL/min时制备的CNx薄膜具有较高的硬度和弹性恢复系数以及较低的摩擦系数和磨损率.在9Cr18钢表面制备类富勒烯碳氮薄膜能显著提高其表面强度.