工作气体对含氢DLC涂层热稳定性及力学性能的影响

• 作者: 毕君 彭继华 李烈军 周峰
• 来源期刊: 材料保护
• 关键词: 类金刚石薄膜 PE-CVD 工作气体 热稳定性 力学性能
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 试验研究
• 页码范围: 16-21,63
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.4
• 语种: 中文

摘要

为了揭示工作气体对DLC涂层的影响及为DLC在高温下的应用提供参考,通过通过控制工作气体中乙炔含量(C2H2/Ar流量比= 100 ∶0、75∶25、50∶50),采用等离子体增强化学气相沉积(PE-CVD)技术在304不锈钢基体上制备不同含氢量类金刚石薄膜(a-C:H);采用红外退火装置对样品进行了恒温退火处理,使用球-盘式摩擦仪测试了它们的摩擦曲线,并使用显微硬度仪测量了各种处理状态下的显微硬度;使用差热分析仪、拉曼光谱、红外光谱、场发射扫描电镜等分析表征了薄膜的组织结构.研究结果表明:工作气体中乙炔的含量影响DLC涂层的表面形貌和生长速度.随着工作气体中乙炔含量降低,涂层表面趋于光滑平整;DLC生长厚度随工作气体中乙炔含量的减少间呈非线性关系减薄.3组涂层中,75％乙炔制备的涂层sp3含量最低,但直到高于490℃时退火其ID/IG才开始迅速增加;且从制备态到各种退火态其硬度均高于乙炔含量为100％和50％的工作气体制备的DLC涂层.在相同的压力下,不同C2H2/Ar流量比的类金刚石薄膜的摩擦系数并没有明显的变化,在低温度退火之后的摩擦系数也没有明显的规律,只是在较高温度(490℃)以上,薄膜因为受到高温作用而加速了 sp3到sp2的转变从而生成了大量石墨相,导致摩擦系数的下降.