DLC层厚度对CNx/DLC多层膜结构及摩擦学性能的影响

摘要：

采用直流磁控溅射法在硅基底上交替沉积类金刚石碳(DLC)和氮化碳(CNx)薄膜,制备了不同DLC层厚度的CNx/DLC纳米多层膜.使用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子谱、Raman光谱等测试手段表征了薄膜的微观组织形貌、化学成分和原子价键结构等.采用原位纳米压入技术、涂层附着力划痕仪、球盘式摩擦磨损试验机对薄膜的力学和摩擦学性能进行了测试.结果表明:所制备的CNx/DLC多层膜均为微晶或非晶结构,组织致密.随着DLC层厚度的减小,多层膜内sp3杂化键的含量先升高后下降,压应力由135 MPa增至538 MPa,结合力先上升后降低,而磨损率则呈相反变化趋势.多层膜在大气和真空中的摩擦因数约为0.17和0.15,DLC层厚度的影响很小.DLC层厚度为4.5 nm的多层膜的性能最佳,硬度可达44.1 GPa,最低磨损率为3.2×10-18 m3/(N·m).

关键词：类金刚石碳膜、氮化碳薄膜、多层膜、硬度、耐磨性

所属期刊栏目：47

分类号：TG115.58(金属学与热处理)

资助基金：浙江省自然科学基金资助项目LY15E010007

在线出版日期：2019-03-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：62-70