GLC/成分梯度CNx多层膜的微观结构和摩擦学性能

• 作者: 杨芳儿 陆诗慧 杨烁妍 高蔓斌 郑晓华
• 来源期刊: 中国表面工程
• 关键词: 多层膜 梯度 CNx GLC 磁控溅射
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 表面工程研究|Surface Engineering Research
• 页码范围: 68-76
• 页数: 9页
• 分类号: TG174.44
• 语种: 中文
• DOI: 10.11933/j.issn.1007-9289.20201013001

摘要

类金刚石碳膜通常内应力大、结合力低,而多层膜结构可提高结合力.采用磁控溅射技术在Si基体上沉积不同CNx层厚度的GLC/成分梯度CNx纳米多层膜.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、Raman光谱仪、球盘式摩擦仪、纳米压痕仪等对多层膜的表面形貌、微观结构、力学以及摩擦性能进行分析.结果表明:多层膜表面平整光滑,CNx层厚度为50 nm的多层膜有明显的层状结构.多层膜中存在石墨相而CNx以微晶或非晶存在.薄膜的sp3键含量、结合力、硬度等均随CNx层厚度的增加先增加后减小.CNx层厚度对多层膜的大气环境摩擦因数影响很小,但显著降低其真空环境摩擦因数.多层膜的硬度为(15～17.6)GPa,大气中的磨损率为(1.03～2.33)×10-16m3N-1m-1,真空中为(2.06～3.34)×10-16 m3N-1m-1.CNx 层厚度为20 nm 的多层膜综合性能最佳.