【摘 要】
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采用直流磁控溅射技术在Si基底上制备了不同CNx层厚度的类金刚石(DLC)/N-梯度CNx纳米多层膜(N含量梯度呈对称的倒“U”形).利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、Raman光谱仪、X射线光电子能谱仪、划痕仪、球盘式摩擦磨损试验机等对多层膜的微观结构、力学性能以及真空和大气中的摩擦学特性等进行了表征.结果 表明:多层膜表面平整光滑,均为非晶结构.随着对称N-梯度CNx层厚度的增加,多层膜的表面粗糙度增大,硬度、弹性模量和膜基结合力逐渐降低,磨损率增加.多层膜在真空中的耐磨性比大气中的好.
【机 构】
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浙江工业大学材料科学与工程学院,杭州310014;浙江加州国际纳米技术研究院,杭州310058
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采用直流磁控溅射技术在Si基底上制备了不同CNx层厚度的类金刚石(DLC)/N-梯度CNx纳米多层膜(N含量梯度呈对称的倒“U”形).利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、Raman光谱仪、X射线光电子能谱仪、划痕仪、球盘式摩擦磨损试验机等对多层膜的微观结构、力学性能以及真空和大气中的摩擦学特性等进行了表征.结果 表明:多层膜表面平整光滑,均为非晶结构.随着对称N-梯度CNx层厚度的增加,多层膜的表面粗糙度增大,硬度、弹性模量和膜基结合力逐渐降低,磨损率增加.多层膜在真空中的耐磨性比大气中的好.N-梯度CNx层厚度小于30nm的多层膜的硬度可达21.9～23.1 GPa,膜基结合力为54.2～54.3 N;在大气中的摩擦因数约为0.19,磨损率为(0.98～1.16)×10-16 m3/(N·m),在真空中的摩擦因数约为0.18,磨损率为(0.83～0.88)× 10-16 m3/(N·m).
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