磁控溅射沉积TiB2/DLC纳米多层膜的结构及其机械性能研究

作者：任宁; 何东青; 张广安

来源：润滑与密封, 2017, 42(12): 56-63.

• TiB2/DLC
• 纳米多层膜
• 机械性能
• 摩擦学性能

采用非平衡磁控溅射系统在P(100)硅片和304不锈钢基底上制备TiB2/DLC纳米多层膜。利用FESEM、TEM、XRD和AFM观察多层膜的微观结构和表面形貌;利用纳米压痕仪、维氏硬度计和CSM球-盘摩擦磨损试验机考察TiB2靶电流对多层膜的机械性能和摩擦学性能的影响。结果表明:TiB2/DLC多层膜具有良好的多层调制结构,多层膜沿TiB2(101)晶向择优生长;多层膜的表面粗糙度随着TiB2靶电流增加而增加;多层膜中的大量异质界面能显著提高薄膜的硬度及韧性,而且当TiB2靶电流为2.0 A时,多层膜的硬度约为单层DLC薄膜的两倍;多层膜中具有硬质TiB2层和软质DLC层的交替结构,在摩擦过程中,硬层TiB2起到良好的承载作用,软层DLC起到良好的润滑作用,使多层膜具有比单层DLC薄膜更低的摩擦因数。

• 单位
  中国科学院兰州化学物理研究所; 固体润滑国家重点实验室; 中国科学院大学