偏压对自源笼形空心阴极放电制备Si-DLC薄膜结构和性能的影响

作     者：孙薇薇 田修波 李慕勤 吴明忠 巩春志 田钦文 SUN Weiwei;TIAN Xiubo;LI Muqin;WU Mingzhong;GONG Chunzhi;TIAN Qinwen

作者机构：哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 佳木斯大学理学院佳木斯154007 佳木斯大学材料科学与工程学院佳木斯154007 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2019年第32卷第3期

页      面：69-79页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11675047,51811530059) 黑龙江省自然科学基金(E2015039)~~ 

主　　题：自源笼形空心阴极放电 Si-DLC 偏压 显微结构 力学性能 摩擦学性能 

摘      要：针对利用笼形空心阴极放电在大工件表面制备DLC薄膜时,笼网内大工件操作困难、大工件影响放电的问题,开发了自源笼形空心阴极放电方法,在不同偏压(-300~0 V)条件下于Si(100)表面制备了Si-DLC薄膜,考察了偏压对Si-DLC薄膜结构和性能的影响。结果表明:获得Si-DLC的沉积速率达到7.90μm/h。由偏压引起的高能离子轰击使薄膜的组织结构更为致密,降低了表面粗糙度和H含量。Si-DLC薄膜中的sp3/sp2值随偏压增加先上升后下降,薄膜纳米压入硬度和弹性模量也呈现相同规律。偏压为-200 V沉积的Si-DLC薄膜具有最高的sp3/sp2(0.69)、H/E和H3/E2值,表现出致密的结构和优异的摩擦性能,摩擦因数低至0.024,磨损率为1×10^-6 mm^3/Nm。说明自源笼形空心阴极放电是一种有效制备大面积DLC膜的工艺,-200 V偏压是最优化的参数。