沉积时间对聚醚醚酮表面类金刚石薄膜的结构和性能的影响

作     者：崔丽 孙丽丽 郭鹏 马鑫 王舒远 汪爱英 CUI Li;SUN Lili;GUO Peng;MAXin;WANG Shuyuan;WANG Aiying

作者机构：中国科学院宁波材料技术与工程研究所、中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室、浙江省海洋材料与防护技术重点实验室宁波315201 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 

出 版 物：《材料研究学报》 (Chinese Journal of Materials Research)

年 卷 期：2022年第36卷第11期

页      面：801-810页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

基　　金：王宽诚率先人才计划卢嘉锡国际团队项目(GJTD-2019-13) 浙江省自然科学基金(LQ20E020004) 宁波市科技创新2025重大专项(2020Z023,2018B10012)。 

主　　题：材料表面与界面 聚醚醚酮 类金刚石薄膜 表面改性 沉积时间 界面结合 

摘      要：采用直流磁控溅射技术在聚醚醚酮(PEEK)表面制备不同厚度的类金刚石(DLC)薄膜,研究了沉积时间对其表/界面结构、组分、疏水、力学和光透过性能的影响。结果表明,在平均沉积速率为5.71 nm/min的条件下,随着沉积时间的延长DLC薄膜的厚度线性增大、碳原子的致密性提高、界面互锁结构增强,而界面结合强度逐渐降低。沉积时间≤15 min时,基体结构的影响使拟合计算出的I_(D)/I_(G)值为0.23~0.25和sp^(2)/sp^(3)比值较小(0.58~0.74);沉积时间15 min时基体的影响较小,I_(D)/I_(G)值突增大至0.81,sp^(2)/sp^(3)值也比较大(0.96~1.12)。沉积时间的延长使PEEK基体的温度逐渐升高,使膜内的sp^(2)/sp^(3)值逐渐增大。薄膜表面的氧含量先降低然后趋于平缓,部分C=O转化为C-O。随着沉积时间的延长,PEEK/DLC复合薄膜的硬度、弹性模量及防紫外线和阻隔红外线性能都逐渐提高,其表面粗糙度和疏水性的变化趋势是先提高后降低。沉积时间为32 min的薄膜,其表面粗糙度和水接触角达到最大值,分别为495 nm和108.29°。