【摘 要】
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用等离子体基离子注入(PBII)技术在单晶硅表面注入C2H2制备碳薄膜.研究了注入电压对碳薄膜结构及摩擦学性能的影响.XPS表明,在3-5kV范围内存在一个注入电压,对应成分及结构渐
【机 构】
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电子科技大学,电子科学技术研究院,四川,成都,610054
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用等离子体基离子注入(PBII)技术在单晶硅表面注入C2H2制备碳薄膜.研究了注入电压对碳薄膜结构及摩擦学性能的影响.XPS表明,在3-5kV范围内存在一个注入电压,对应成分及结构渐变的过渡层出现,该过渡层将碳薄膜与基体自然连接.低于该电压时没有过渡层,碳膜会自动脱落;高于该电压时,随注入电压的增加过渡层增厚、碳膜减薄.Raman光谱表明,在5-10kV范围内存在一个注入电压,对应类金刚石(DLC)膜出现,低于该值时对应类聚合物碳膜,高于该值时对应DLC膜.30kV左右对应最高Sp3/Sp2比值.原子力显微镜表明,DLC膜光滑致密,表面形貌有所改善,粗糙度随注入电压的增加而减小.另一方面,DLC膜使摩擦学性能大幅度提高,特别在低载荷(如0.1N)下其耐磨寿命呈数量级增加,体积磨损率为零.随注入电压的增加,摩擦系数和体积磨损率都逐渐减小,耐磨寿命先增加后减小.摩擦学性能与结构之间的关系及摩擦学机理也进行了讨论.
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