调制比对HiPIMS制备多层DLC薄膜耐腐蚀性能的影响

作者：贾昆鹏; 王雪; 徐锋^*; 施莉莉; 赵延超; 左敦稳

来源：中国表面工程, 2021, 34(02): 35-40.

• DLC薄膜
• 软硬交替
• 调制比
• 电阻率
• 残余应力
• 耐腐蚀性

为获得具备优异耐腐蚀性能的类金刚石(DLC)涂层,采用高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)在硅片表面制备软(低sp3含量)硬(高sp3含量)交替多层类金刚石薄膜,探究调制比对薄膜耐腐蚀性能的影响。采用XPS、四探针电阻仪、轮廓仪对薄膜成分、电阻率、残余应力进行检测分析,通过电化学测试获得多层DLC薄膜的极化曲线。结果表明:相较于低衬底偏压(-25 V)下沉积的纯软DLC薄膜,高衬底偏压(-75 V)下沉积的纯硬DLC薄膜sp3含量明显升高;纯软薄膜电阻率为100.53 kΩ·cm,纯硬DLC薄膜电阻率高达1 585.21 kΩ·cm,电阻率随着硬膜厚度的增加而增加;薄膜中残余应力随着调制比(软∶硬)的减小而上升,纯硬DLC薄膜残余应力为0.943 GPa,而纯软薄膜残余应力仅为0.095 GPa。电化学试验结果显示,调制比为1∶2的多层DLC薄膜自腐蚀电位为-0.014 V,自腐蚀电流密度为36.6 n A/cm2,具有相对最佳的耐腐蚀性能。

• 单位
  南京航空航天大学