高氮掺杂对类金刚石薄膜的结构和摩擦磨损性能的影响

作者：张志龙; 刘竹波; 王永胜; 于盛旺; 吴玉程; 周兵^*

来源：热加工工艺, 2021, 50(20): 91-95.

DOI：10.14158/j.cnki.1001-3814.20200415

• 类金刚石薄膜
• 氮掺杂
• 氮氩流量比
• 磁控溅射
• 摩擦磨损

采用Si层作为过渡层,通过射频磁控溅射辅助直流脉冲磁控溅射技术在n型(100)单晶Si和硬质合金(YG8)基底上制备掺氮类金刚石薄膜。采用拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪及场发射扫描电镜对薄膜的结构、组成和形貌进行表征;采用显微硬度计测试薄膜的维氏硬度;采用用球-盘往复摩擦试验机和白光干涉仪测试薄膜的摩擦磨损性能。结果表明:复合薄膜中碳氮原子主要以C=N键形式存在,随着掺氮量的增加,C=N键含量降低。氮掺杂DLC复合薄膜的硬度随掺氮量的增加而降低,摩擦系数在掺氮量为12.7 at%时最低,为0.10;而在掺氮量为6.6 at%时比磨损率最低,为5.1×10-15mm3/(N·m)。

• 单位
  太原理工大学