沉积温度对脉冲真空弧源沉积类金刚石薄膜性能的影响

摘要/Abstract

摘要： 利用脉冲真空弧源沉积技术在Cr17Ni14Cu4不锈钢和Si(100)基体上制备了类金刚石(DLC)薄膜，研究了基体沉积温度对DLC薄膜的性能和结构的影响。研究表明，随着沉积温度由100 ℃提高到400 ℃，DLC薄膜中sp3 键质量分数减少，sp2键质量分数增多，薄膜复合硬度逐渐降低。当DLC薄膜沉积温度达到400 ℃时，薄膜中C原子主要以sp2键形式存在，与沉积温度为100 ℃时制备的DLC薄膜相比，薄膜复合硬度降低50%。DLC薄膜具有优异的耐磨性，摩擦因数低，随着沉积温度由100 ℃提高到400 ℃，Cr17Ni14Cu4不锈钢表面沉积的DLC薄膜耐磨性降低。沉积温度为100 ℃时，Cr17Ni14Cu4不锈钢表面沉积的DLC薄膜后，耐磨性大幅度提高。DLC薄膜与不锈钢基体结合牢固。

关键词: X光电子能谱, 基体温度, 类金刚石, 脉冲真空弧源沉积, 耐磨性, 显微硬度

Abstract: Diamond-like carbon(DLC) films are deposited on Cr17Ni14Cu4 stainless steel and Si(100) substrates as a function of substrate temperature by pulsed vacuum arc plasma deposition. The results show that the sp3 carbon atoms content decreas as the substrate temperature increases. The microhardness of DLC films decrease when the substrate temperature increases. The DLC films which are deposited at 100℃ to 300℃ have the low friction coefficient and good wear resistance. The wear resistance of the DLC films deposites on Cr17Ni14Cu4 substrate is much better than that of Cr17Ni14Cu4 stainless steel. But the wear resistance decreases as the substrate temperature increases and the DLC film deposites at 400℃ has low wear resistance. The DLC films have good adherence with the stainless steel substrate.

Key words: Diamond-like carbon, Microhardness, Pulsed vacuum arc plasma deposition, Substrate temperature, Wear resistance, X-ray photoelectron spectroscopy

中图分类号:

TG17

冷永祥;孙永春;孙鸿;陈俊英;王进;黄楠. 沉积温度对脉冲真空弧源沉积类金刚石薄膜性能的影响[J]. , 2004, 40(7): 20-23.

Leng Yongxiang;Sun Yongchun;Sun Hong;Chen Junying;Wang Jin;Huang Nan. EFFECT OF SUBSTRATE TEMPERATURE ON PROPERTIES OF THE DIAMOND-LIKE CARBON DEPOSITED BY PULSED VACUUM ARC PLASMA DEPOSITION[J]. , 2004, 40(7): 20-23.

[1]	王湃, 白翌帆, 赵文祥, 张毅博, 刘志兵. 高温合金短电弧辅助铣削表面完整性演化研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(9): 434-444.
[2]	王慧鹏, 朱鹏华, 舒凤远, 何鹏, 刘存宇. 65Mn钢表面激光熔覆温度场模拟及性能研究[J]. 机械工程学报, 2023, 59(7): 216-224.
[3]	龙伟民, 刘大双, 吴爱萍, 钟素娟, 王德成. 金刚石粒度及添加量对大气环境感应钎涂层耐磨性的影响[J]. 机械工程学报, 2023, 59(12): 225-235.
[4]	李建伟, 何智, 龙建周, 殷凤良, 高红月, 赵玥, 郭晓琳, 王志敏, 刘玉平, 张铁军, 郭斌. 搅拌摩擦处理对镁合金电弧增材修复层缺陷调控[J]. 机械工程学报, 2022, 58(4): 55-61.
[5]	史亚盟, 李景彬, 张杰, 温宝琴, 李利桥, 王贤斐. 工艺参数对65Mn基熔覆Ni60a/SiC涂层的微观组织与耐磨性能影响[J]. 机械工程学报, 2022, 58(16): 197-205.
[6]	孙魏, 宋庆瑞, 刘焜, 刘小君, 叶家鑫. 基于分子动力学模拟的石墨烯/聚四氟乙烯复合材料两级抗磨机制研究[J]. 机械工程学报, 2022, 58(13): 175-184.
[7]	赵航, 高畅, 伍晓宇, 徐斌, 雷建国. 超声辅助电火花粉末沉积WC-Ni金属陶瓷涂层的微观结构及摩擦学性能[J]. 机械工程学报, 2021, 57(23): 252-261.
[8]	李云峰, 石岩. 激光熔覆耐磨耐冲击复合涂层组织与性能研究[J]. 机械工程学报, 2021, 57(12): 237-246.
[9]	马华, 陈晨, 王琳, 徐明, 畅国纪, 张福成. Mo合金化处理对高锰钢磨损行为的影响[J]. 机械工程学报, 2020, 56(14): 81-90.
[10]	黄煊杰, 吴丽娟, 李波, 汪伟林, 张群莉, 弗拉基米尔·科瓦连科, 姚建华. 超音速激光沉积WC/Cu复合涂层的微观结构及耐磨性能表征[J]. 机械工程学报, 2020, 56(10): 78-85.
[11]	马明星, 王志新, 周家臣, 梁存, 朱达川, 张德良. Ti掺杂对CoCrCuFeMn高熵合金组织结构和耐磨性的影响[J]. 机械工程学报, 2020, 56(10): 110-116.
[12]	崔明君, 任思明, 樊小强, 张广安, 王立平, 薛群基. 调制比对多层DLC涂层摩擦及电化学行为的影响[J]. 机械工程学报, 2018, 54(6): 25-31.
[13]	许明三, 李剑峰, 李驊登, 孙杰, 李方义, 赵彦华. 激光熔覆粉料和工艺参数对45钢基体与熔覆层结合强度的影响研究^*[J]. 机械工程学报, 2017, 53(9): 209-.
[14]	周佳楠, 张国栋, 郑飞, 杨辉, 梅青松. Cr13不锈钢CMT堆焊金属表面高压滚压层结构与性能研究[J]. 机械工程学报, 2017, 53(8): 68-74.
[15]	石岩, 李云峰, 刘佳, 袁振玉. 高压油泵凸轮轴激光增材制造梯度耐磨层研究^*[J]. 机械工程学报, 2017, 53(6): 80-87.

沉积温度对脉冲真空弧源沉积类金刚石薄膜性能的影响

EFFECT OF SUBSTRATE TEMPERATURE ON PROPERTIES OF THE DIAMOND-LIKE CARBON DEPOSITED BY PULSED VACUUM ARC PLASMA DEPOSITION

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价