类金刚石(DLC)多层薄膜残余应力调控及其机械性能研究
复合离子镀膜技术制备Cr+Ti+TiNC／TiNC+C／DLC膜性能研究
１ 实验 方 法
１１ 实验设 备 ．
实验设备为 自行研制 的等离子体增强型渗注镀 复合处理设备。试样置于一对 中频非平衡磁控溅射 孪生靶 中间，三个 电弧源和一个霍尔离子源分别布 置在工件架两侧 ，斜对工件架 。
１ 实验试样 ． ２
实 验 试样 基 材 为 Ｎ 型（０ ） １０ 向单 晶硅 片 、 Ｗ１Ｃ ４ ｒＶ高速钢和 Ｙ 硬质合金。 ８ Ｗ２
一
１ 实验步 骤 ． ３
试样 经 水基清 洗剂 超声 波清洗 、去离 子水漂 洗 和干燥后 放 人真空 室 ，待真空 度小 于 ２ １～Ｐ ，通 ｘ０ ａ
，
电弧离子镀工艺离化率很高 ，可制备结合力更强的 膜层 ， 但其 固有的液滴现象会导致膜层粗糙。 因此 ， 将电弧离子镀和非平 衡磁控溅射结合而镀膜 ，可达到 扬长避短的效果ｌ 。此外 ，为提高膜基结合力 ，Ｄ Ｃ 孓 Ｌ 膜制备 中还应增加过 渡层 ，￣ ￣ Ｃ膜掺 卜， 】 － ＤＬ － Ｌｘ ， ８。 ９ 本文将中频孪生靶非平衡磁控溅射 、电弧离子 镀和霍尔离子源辅助沉积三种工艺结合 ，形成复合 离 子镀 工 艺 ，制 备 出结 合力 好 、粗 糙 度小 的 ＤＬ Ｃ 膜及 过渡 层 。
深圳市科 技计 划项 目资金 （Ｙ２００ ００ ２Ａ） 助 Ｓ ０ ６９ ８０７ 资
采用 美 国 Ｔ ｅｍｏ ｅｃ 公 司的 Ｄｅｔ Ｍ 型触 ｈｒ ｅｏ Ｖ ｋａ ６ ｋ 针式轮廓仪 ，测试薄膜厚度和表面粗糙度 ，金刚石 压头曲率半径 ２ ．ｐ 载荷 １ ｇ 采用 日 Ｊ Ｏ ５ ｍ， ５ 。 ｍ 本 ＥＬ 公 司的 ＪＭ一４ ０Ｖ 型扫 描 电子显微镜 （ｃｎＥｅ— Ｓ ６ ６Ｌ Ｓ ａ ｌ ｃ ｔ ｎＭｉｒｓｐ， Ｅ ￣试 薄膜 的表 面形貌 。试样反 ｒ ｃｏｏｅＳ Ｍ） ｏ 射光谱及颜色测试使用 Ｘ— ｉ 公司的 ８０ 型积分 ｒｅ ｔ ４０ 球 式分 光光 度计 ，测 试过 程 中使 用 Ｄ６／０ 光源 ， ５１。 不排除镜面反射。采用 日 Ｕ Ｖ Ｃ公司 Ｐ Ｉ８０ 本 ＬＡ Ｈ １０ 型 ｘ 射 线光 电子谱 仪（ ． ｙ Ｐ ｏｏｌ ｔ ｎ Ｓ ｅ— ｘ ｒ ｈ ｔ ｅ ｒ ｐｃ ａ ｅ ｃｏ ｒ ｃｐ， Ｐ ）分析 薄膜 成分 ；实验 参数 ：采用 Ａ１ ｔ ｓｏ ｙ Ｘ Ｓ ｏ 阳极 ，功率 ３ ０ ， ５ Ｗ 深度 剖析 时采用 ３ｋ Ｖ氩 离子枪 刻蚀 ，分析与刻蚀交替进行 ，每次剥蚀 １ｍｎ ｉ。采 用上海泰明光学仪器有限公 司的 Ｈ 一 ０ Ｘ １ ０型显微 ０ 硬度计测试薄膜的硬度，载荷选用 ２ ，力保持时 ５ ｇ 间 为 １ 。膜 与基底 结合力 测试 用 Ｃ Ｍ 公 司 ５Ｓ Ｓ
DLC综述
金属掺杂DLC薄膜及对其物性的研究姓名：***专业：凝聚态物理学号：**********摘要类金刚石（DLC）是一类含有一定量sp3碳杂化键的亚稳态无定形碳材料，具备许多优异的性能，如高硬度、低摩擦系数、良好化学惰性、高红外透光性、优异生物相容性等，在工模具、磁盘、光学窗口、微机电、航空航天、生物医学等诸多领域具有潜在的应用价值。
但因传统沉积方法中的低温等离子体制备DLC 薄膜的生长机制，在形成薄膜关键结构sp3碳键时，常伴随产生高的残余应力，同时存在摩擦性能不稳定、大面积均匀制备困难等关键问题，这使DLC 膜的广泛应用受到极大限制。
目前，Me-DLC薄膜被认为是解决上述关键问题的一种理想技术途径。
作为一篇综述文章，本论文重点介绍一下DLC薄膜的特点，性能和应用以及金属掺杂对DLC薄膜结构，力学性能，残余应力，摩擦学性能的影响，此外简单介绍一下目前金属掺杂DLC存在的问题，及金属掺杂DLC的潜在的应用价值。
关键词：DLC薄膜金属掺杂残余应力目录摘要 (I)1. 前言 (1)2.有关DLC的介绍 (1)2.1 DLC薄膜的结构 (1)2.2 DLC膜的制备方法 (3)3. Me-DLC的介绍 (4)3.1 Me-DLC膜的发展及现状 (4)3.2 Me-DLC膜的结构和性能 (5)3.2.1 金属掺杂对DLC膜微结构的影响 (5)3.2.2 金属掺杂对DLC膜碳结构的影响 (6)3.2.3 金属掺杂对DLC膜残余应力的影响 (6)3.2.4 金属掺杂对DLC膜摩擦学性能的影响 (7)4. 金属掺杂DLC潜在的应用价值 (7)参考文献 (8)1. 前言金刚石具有很多优异性能，如高硬度、高导热性、良好的透光性以及化学惰性等，在自然界所有的材料中均是首屈一指的。
随着人们对金刚石的深入研究和广泛应用，对金刚石的工业需求日益增多，人们对硬质碳素材料有了更进一步的需求和探索, 因此人们渴望找到其它一种可以替代金刚石的功能材料。
金刚石薄膜的性质、制备及应用
金刚石薄膜的性质、制备及应用金刚石薄膜因其独特的物理、化学性质而备受。
作为一种具有高硬度、高熔点、优良光学和电学性能的材料，金刚石薄膜在许多领域具有广泛的应用前景。
本文将详细探讨金刚石薄膜的性质、制备方法以及在各个领域中的应用，旨在为相关领域的研究提供参考和借鉴。
金刚石薄膜具有许多优异的物理和化学性质。
金刚石是已知的世界上最硬的物质，其硬度远高于其他天然矿物。
金刚石的熔点高达3550℃，远高于其他碳材料。
金刚石还具有优良的光学和电学性能。
其透明度较高，可用于制造高效光电设备。
同时，金刚石具有优异的热导率和电绝缘性能，使其在高温和强电场环境下具有广泛的应用潜力。
制备金刚石薄膜的方法主要有物理法、化学法和电子束物理法等。
物理法包括热解吸和化学气相沉积等，可制备高纯度、高质量的金刚石薄膜。
化学法主要包括有机化学气相沉积和溶液法等，具有沉积速率快、设备简单等优点。
电子束物理法是一种较为新兴的方法，具有较高的沉积速率和良好的薄膜质量。
各种方法的优劣和适用范围因具体应用场景而异，需根据实际需求进行选择。
光电领域：金刚石薄膜具有优良的光学性能，可用于制造高效光电设备。
例如，利用金刚石薄膜制造的太阳能电池可将更多的光能转化为电能。
金刚石薄膜还可用于制造高品质的激光器、光电探测器和光学窗口等。
高温领域：金刚石的熔点高达3550℃，使其在高温环境下具有广泛的应用潜力。
例如，金刚石薄膜可应用于高温炉的制造，提高炉具的耐高温性能和加热效率。
金刚石薄膜还可用于制造高温传感器和热电偶等。
高压力领域：金刚石具有很高的硬度，使其在高压环境下保持稳定。
因此，金刚石薄膜可应用于高压设备的制造，如高压泵、超高压测试仪器等。
金刚石薄膜还可用于制造高精度的光学镜头和机械零件等。
本文对金刚石薄膜的性质、制备及应用进行了详细的探讨。
作为一种具有高硬度、高熔点、优良光学和电学性能的材料，金刚石薄膜在光电、高温、高压力等领域具有广泛的应用前景。
类金刚石薄膜热稳定性及热磨损机理研究进展
第48卷第4期 2020年4月硅 酸 盐 学 报Vol. 48，No. 4 April ，2020JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI ：10.14062/j.issn.0454-5648.20190416类金刚石薄膜热稳定性及热磨损机理研究进展黄 雷，袁军堂，李 超，汪振华(南京理工大学机械工程学院，南京 210094)摘 要：类金刚石(DLC)薄膜作为典型的固体润滑剂，耐热性差一直是制约其高温服役性能以及产业化推进的主要原因之一。
高温将直接影响DLC 碳基骨架稳定性，进而限制其优异摩擦学性能的发挥。
分别从DLC 热稳定性影响因素、热稳定性研究方法以及热磨损机理研究进展3个方面展开介绍，分析未来的发展趋势，以期为DLC 高温环境下服役性能研究提供技术参考。
关键词：类金刚石；热稳定性；热磨损机理中图分类号：TG711 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2020)04–0599–09 网络出版时间：2019–12–25Research Progress on Thermal Stability and Thermal Wear Mechanismof Diamond-like Carbon FilmsHUANG Lei , YUAN Juntang , LI Chao , WANG Zhenhua(School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)Abstract: Diamond-like carbon (DLC) regarded as a typical solid lubricant has been dramatically restricted by internal weak thermostability, which further shortens the intrinsic service life and obstructs its industrialization. While working at elevated temperatures, the carbon matrix of DLC changes along with the deterioration of its superior tribological performance. In this paper, the latest progress on thermal stability and thermal wear mechanism of DLC film were reviewed and future research direction was proposed as well, aiming to provide technical reference for the studies on high-temperature service performance of DLC film.Keywords: diamond-like carbon; thermal stability; thermal wear mechanism类金刚石(DLC)薄膜是一类包含金刚石sp 3杂化结构和石墨sp 2杂化结构的亚稳态非晶体，作为典型的固体润滑材料，集高硬度、低摩擦、减摩耐磨特性于一身[1‒4]。
固体润滑薄膜及其设备制作方法和用途与制作流程
图片简介:本技术介绍了一种固体润滑薄膜及其制备方法和用途。
所述固体润滑薄膜包括由MoS2层和Mo S N复合层交替连接形成的多层结构膜，所述MoS2层和Mo S N复合层的厚度均为纳米级厚度，所述Mo S N复合层为N掺杂MoS2复合层。
本技术的固体润滑薄膜中，纳米级厚度的MoS2层和Mo S N复合层交替堆叠，得到纳米级或微米级的多层结构膜，所得固体润滑薄膜呈现为高强度、低摩擦、长寿命等优异性能的真空润滑，有效实现了过渡族金属二硫化物基固体润滑薄膜机械性能和润滑性能的协同优化。
技术要求1.一种固体润滑薄膜，其特征在于，所述固体润滑薄膜包括由MoS2层和Mo-S-N复合层交替堆叠形成的多层结构膜，所述MoS2层和Mo-S-N复合层的厚度均为纳米级厚度，所述Mo-S-N复合层为N掺杂的MoS2基复合层。
2.根据权利要求1所述的固体润滑薄膜，其特征在于，所述多层结构膜的层数为至少两层；优选地，所述多层结构膜的厚度为1μm-3μm；优选地，所述MoS2层和Mo-S-N复合层的单层厚度独立地为6nm-30nm，优选为9nm-15nm；优选地，所述Mo-S-N复合层中，N元素的掺杂量为1at.％-10at.％，优选为4at.％-6at.％。
3.根据权利要求1或2任一项所述的固体润滑薄膜，其特征在于，所述固体润滑薄膜负载在基底上，所述基底优选为钢材；优选地，所述基底和固体润滑薄膜之间还设置有Ti过渡层。
4.如权利要求1-3任一项所述的固体润滑薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：采用MoS2靶材，利用反应磁控溅射方法，通过改变沉积气氛，在基底表面交替形成MoS2层和Mo-S-N复合层，得到固体润滑薄膜。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在形成MoS2层和Mo-S-N复合层之前，在基底表面制备Ti过渡层；优选地，制备Ti过渡层的方法为：采用Ti靶进行磁控溅射。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在基底表面交替形成MoS2层和Mo-S-N复合层的方法包括：(1)采用MoS2靶材进行磁控溅射，在通入工作气体和氮源气体的条件下，对基底进行沉积，制备Mo-S-N 复合层；(2)继续通入工作气体，停止通入氮源气体，对基底进行沉积，制备MoS2层；(3)依次重复步骤(1)和步骤(2)，直至达到固体润滑薄膜的预设厚度；或者，在基底表面交替形成MoS2层和Mo-S-N复合层的方法包括：(1')采用MoS2靶材进行磁控溅射，在通入工作气体条件下，对基底进行沉积，制备MoS2层；(2')继续通入工作气体，并通入氮源气体，对基底进行沉积，制备Mo-S-N复合层；(3')依次重复步骤(1')和步骤(2')，直至达到固体润滑薄膜的预设厚度。
AlCrSiNAlCrNAlCrONAlCrN 多层复合涂层的研究
装 备 环 境 工 程第19卷 第2期·106·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING 2022年2月收稿日期：2021-12-05；修订日期：2022-01-19 Received ：2021-12-05；Revised ：2022-01-19基金项目：国家自然科学基金项目（51301181）；天津市科技重大专项（18ZXJMTG00050）；天津市自然科学基金（19JCYBJC17100）；天津市科技特派员项目（20YDTPJC01460）Fund ：The National Nature Science Foundation of China (51301181), Tianjin Science and Technology Major Project (18ZXJMTG00050), Tianjin Natural Science Foundation (19JCYBJC17100), Special Commissioner Project of Tianjin Science & Technology (20YDTPJC01460) 作者简介：张士勇（1996—），男，硕士研究生，主要研究方向为硬质薄膜和高温防护涂层。
Biography ：ZHANG Shi-yong (1996—), Male, Postgraduate, Research focus: thin hard films and high temperature protective coatings. 通讯作者：刘艳梅（1976—），女，硕士，副教授，主要研究方向为硬质薄膜。
Corresponding author ：LIU Yan-mei (1976—), Female, Master, Associate professor, Research focus: thin hard films.引文格式：张士勇, 刘艳梅, 张雅倩, 等. AlCrSiN/AlCrN/AlCrON/AlCrN 多层复合涂层的研究[J]. 装备环境工程, 2022, 19(2): 106-114. ZHANG Shi-yong, LIU Yan-mei, ZHANG Ya-qian, et al. Research on the AlCrSiN/AlCrN/AlCrON/AlCrN Multilayer Coatings[J]. Equipment Environmental Engineering, 2022, 19(2): 106-114.AlCrSiN/AlCrN/AlCrON/AlCrN多层复合涂层的研究张士勇，刘艳梅，张雅倩，郭桦帅，王铁钢（天津职业技术师范大学 天津市高速切削与精密加工重点实验室，天津 300222）摘要：目的 解决硬质合金刀具高速干切削难加工材料面临效率低、寿命短的难题，提升刀具涂层的耐热能力，在AlCrSiN 涂层中周期性植入AlCrON 热屏障层，并在其两侧沉积AlCrN 层进行包夹，改善含氧层的韧性，既能保持涂层刀具较高的强度，又能改善其耐热能力。
光学薄膜技术及其应用
光学薄膜技术及其应用张三1409074201摘要：介绍了传统光学薄膜的原理，根据薄膜干涉的基本原理及其特点，介绍了光学薄膜的性能、制备技术，研究了光学薄膜在的应用和今后的发展趋势。
关键词：光学薄膜、薄膜干涉、应用、薄膜制备引言：光学薄膜是指在光学玻璃、光学塑料、光纤、晶体等各种材料的表面上镀制一层或多层薄膜，基于薄膜内光的干涉效应来改变透射光或反射光的强度、偏振状态和相位变化的光学元件，是现代光学仪器和光学器件的重要组成部分。
光学薄膜技术的发展对促进和推动科学技术现代化和仪器微型化起着十分重要的作用，光学薄膜在各个新兴科学技术中都得到了广泛的应用。
本文在简单叙述薄膜干涉的一些相关原理的基础上，介绍了光学薄膜常见的几种制备方法，研究了光学薄膜技术的相关应用，并且展望了光学薄膜研究的广阔前景。
正文：1.光学薄膜的原理光学薄膜的直接理论基础是薄膜光学, 它是建立在光的干涉效应基础上的、论述光在分层介质中传播行为。
一列光波照射到透明薄膜上，从膜的前、后表面或上、下表面分别反射出两列光波，这两列相干光波相遇后叠加产生干涉。
该理论可以比较准确地描述光在数十微米层、纳米层甚至原子层厚的薄膜中的传播行为,由此设计出不同波长、不同性能、适应不同要求的光学薄膜元件。
2.光学薄膜的性质及功能光学薄膜最基本的功能是反射、减反射和光谱调控。
依靠反射功能, 它可以把光束按不同的要求折转到空间各个方位；依靠减反射功能，它可以将光束在元件表面或界面的损耗减少到极致, 完美地实现现代光学仪器和光学系统的设计功能；依靠它的光谱调控功能, 实现光学系统中的色度变换, 获得五彩缤纷的颜色世界。
不仅如此, 光学薄膜又是光学系统中的偏振调控、相位调控以及光电、光热和光声等功能调控元件, 光学薄膜的这些功能, 在激光技术、光电子技术、光通信技术、光显示技术和光存储技术等现代光学技术中得到充分的应用, 促进了相关技术和学科的发展。
3.传统光学薄膜和新型光学薄膜3.1传统光学薄膜传统的光学薄膜是以光的干涉为基础。
国内外第四代金刚石半导体材料发展现状
国内外第四代金刚石半导体材料发展现状第四代金刚石半导体材料是指在金刚石材料基础上研发出的新一代半导体材料。
金刚石是一种具有优异物理和化学性质的材料，在高温、高压、高电子流密度等条件下具有出众的电子传导性和热传导性能。
因此，第四代金刚石半导体材料具有潜在的广泛应用前景，尤其在高功率电子器件、光电子器件以及生物传感器等领域具有巨大的发展潜力。
在国内，第四代金刚石半导体材料的研究开始于上世纪80年代末。
当时，中国科学院物理研究所等单位开始进行金刚石薄膜的研究。
经过多年的努力，中国科学家们成功地制备出了高质量的金刚石薄膜材料，并研发出了金刚石基础电子器件。
目前，国内的第四代金刚石半导体材料研究主要集中在金刚石薄膜的制备与改性、金刚石电子器件的设计与制备等方面。
为了提高金刚石薄膜的质量，科研人员采用了化学气相沉积（CVD）技术、磁控溅射（MPS）技术等不同的制备方法，并对加工条件进行了优化。
此外，为了提高金刚石薄膜的电子性能，一些研究人员对金刚石薄膜进行了掺杂改性，例如氮、硼、磷等元素的掺杂，以提高其电导率和其他电学性能。
同时，科研人员还结合金刚石与其他半导体材料的异质结构的特点，研发出了金刚石异质结构器件，如金刚石/石墨烯和金刚石/碳化硅异质结构材料。
在国际上，第四代金刚石半导体材料的研究也取得了一系列突破。
美国、日本、德国等国家的科研机构和企业，都在积极进行着第四代金刚石半导体材料的研究和开发。
在美国，卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）的研究人员成功地将金刚石薄膜与碳纳米管集成在一起，形成了新型的金刚石薄膜异质结构材料。
这种材料具有优秀的电子传输性能，在新一代光电半导体器件中具有广泛的应用前景。
在日本，东京大学的研究人员利用分子束外延（MBE）技术成功地制备出了高质量的金刚石薄膜材料，并将其应用于高功率电子器件中。
他们的研究成果为金刚石半导体材料的进一步发展提供了重要的理论和技术基础。
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类金刚石（DLC）多层薄膜残余应力调控及其机械性能研究类金刚石(DLC)薄膜由于具有高硬度和弹性模量、低摩擦系数、优异的耐磨损性和耐腐蚀性等优异性能,而成为具有广泛应用前景的保护膜及耐磨材料。
多年的研究发现DLC薄膜中存在很大的残余应力,降低了薄膜与钛合金基体的结合强度,导致DLC薄膜在使用过程中的早期失效,限制了它的工业应用。
多层薄膜是由不同材料相互交替沉积而成的组分或结构交替变化的薄膜材料,由于它具有大量的界面,通常会增加材料的韧性,阻碍裂纹的扩展,与相应的单层薄膜相比,多层薄膜的残余应力较低,且耐磨性能及耐蚀性能好,具有广泛的应用前景。
因此,基于DLC薄膜急需解决的问题和实际应用的需要,设计了软硬交替DLC多层薄膜体系,其中软层将起到剪切带的作用,以缓解膜层中的内应力和界面应力。
本文采用磁过滤阴极真空弧源(FCVA)沉积技术在Ti6A14V合金及Si(100)表面制备了一系列不同调制参数的软硬交替DLC多层薄膜和TiC/DLC多层薄膜,以减小或控制DLC薄膜中的残余应力、提高硬度和增强钛合金的摩擦学性能。
本文系统研究了调制周期和调制比对软硬交替DLC多层薄膜和TiC/DLC多层薄膜的形貌、残余应力、成分、结构、机械性能和摩擦学性能的影响。
同时采用有限元软件(Ansys)对软硬交替DLC多层薄膜的残余应力进行了模拟。
为使基体与膜层之间形成良好的过渡,进一步增强膜基结合力,本文还研究了Ti/TiC梯度过渡层对DLC多层薄膜性能的影响。
全文主要结果如下：(1)采用FCVA技术在钛合金表面成功的制备出了结构致密、低残余应力、高硬度和优异耐磨性能的软硬交替DLC多层薄膜和TiC/DLC 多层薄膜。
(2)使用FCVA技术制备的软硬交替DLC多层薄膜,在调制周期固定为
140nm时,薄膜中sp3键的含量随调制比(硬DLC膜层与软DLC膜层厚度之比)的增大而增加；在调制比固定为1：1时,sp3键的含量随调制周期的减小而减小。
DLC多层薄膜的残余应力均小于单层硬DLC薄膜,同时其机械性能均优于单层DLC薄膜。
调制周期为140nm、调制比为1：1的软硬交替DLC多层薄膜具有最优异的耐磨损性能。
(3)采用有限元方法分析了FCVA系统制备的DLC薄膜残余应力,有限元分析结果与实验分析结果具有较好的一致性。
有限元分析表明,DLC薄膜的脱落从外侧起源是由于剪切应力和第一主应力在膜外侧边缘处具有最大的拉应力；不同调制周期DLC多层薄膜的残余应力大小对其力学性能有较大的影响。
调制周期为280nm的DLC多层薄膜膜基界面上具有最大的剪切拉应力,因此膜基结合力较差；调制周期为140nm的DLC多层薄膜具有最优异的耐磨损性能主要是由于膜内拉应力最小和相对较好的膜基结合力。
(4)制备偏压和乙炔分压对TiC薄膜的结构和力学性能均有明显的影响。
利用XPS和XRD对膜的成分及结构分析中发现,在TiC薄膜中,碳除了和钛结合生成TiC相外,主要以氢化a-C：H非晶碳相形式存在；随着沉积乙炔分压的增加,膜中的钛含量降低,而薄膜中的a-C：H相的相对含量随之增加；随着钛含量的降低,硬度先增加而后逐渐减小。
TiC薄膜的残余应力均为压应力,在基体偏压为AC1000V(20KHz,50%)、乙炔气压为0.15Pa时,TiC薄膜具有最小残余压应力4.17GPa。
钛合金表面Ti/TiC梯度过渡层的引入,提高了DLC多层薄膜的硬度和膜基结合力,进一步提高了钛合金的耐磨损性能。
(5)采用FCVA技术制备的TiC/DLC多层薄膜,通过TEM表征显示出清晰的多层膜调制结构。
Raman光谱分析表明TiC/DLC多层薄膜中sp3键含量随调制比(TiC膜层与DLC膜层厚度之比)的增大逐渐减少。
在调制周期固定为106nm时,残余应力随调制比的增大而减小,调制比为4：1的多层膜残余压应力达到最小值(4.81GPa),同时具有最高的膜基结合强度。
在调制比固定为1：1时,残余应力随调制周期的减小而减小,调制周期为80nm的多层残余应力最小、薄膜硬度和结合强度最高。
调制比为1：1、调制周期为106nm的TiC/DLC多层薄膜具有最优异的耐磨损性能。
TiC/DLC多层薄膜的残余应力,膜基结合力,以及摩擦性能都明显优于单层DLC薄膜。
本文的研究结果表明,采用FCVA技术制备的软硬交替DLC多层薄膜和TiC/DLC多层薄膜能有效的降低DLC薄膜在制备过程中产生的残余应力和增加膜基结合力,同时保持DLC薄膜高的硬度和优异的耐磨损性能。