中頻磁控和非平衡磁控放電特性及Cr-DLC膜層制備研究.pdf

1、金屬摻雜類金剛石薄膜具有高硬度、低摩擦系數(shù)、低磨損率等優(yōu)點被廣泛應用于抗摩擦領域中。傳統(tǒng)磁控濺射存在靶材原子離化率低，反應磁控濺射中容易毒化，工作不穩(wěn)定等問題。非平衡直流磁控濺射及中頻脈沖磁控濺射由于可以解決傳統(tǒng)磁控濺射中存在的問題成為制備Cr-DLC的有效方法。
　　本文采用非平衡直流磁控濺射及中頻脈沖磁控濺射兩種磁控濺射技術，分別研究了兩種技術在Cr靶條件下的放電特性，并對兩種濺射技術下的放電特性進行對比。分別使用兩種技術在相

2、同的靶電流條件下制備 Cr-DLC薄膜。研究了不同靶基距對 Cr-DLC薄膜膜層形貌、相結構、摩擦磨損性能、膜基結合力及電化學腐蝕特性等的影響，并對比兩種濺射技術制備的Cr-DLC薄膜的差別。
　　中頻脈沖磁控濺射技術放電特性結果表明，靶電壓及基體電流隨著氣壓的增加而降低；隨著N2比例的增加，靶電壓先降低后升高，基體電流值一直降低；隨著C2H2比例的增加，靶電壓先降低后升高，基體電流基本保持不變。
　　非平衡直流磁控濺射技術

3、放電特性結果表明，閉合場磁場位型較鏡像場及非平衡場磁場位型更容易獲得較高的基體電流值；在閉合場位型條件下，隨著N2比例的增加，靶電壓先降低后升高，基體電流值降低；隨著 C2H2比例的增加，靶電壓升高，基體電流下降。
　　兩種磁控濺射技術放電特性對比表明，在相同的靶電流條件下，中頻脈沖磁控濺射靶電壓更高、靶功率更大。在Ar:C2H2比例相同的條件下，中頻脈沖磁控濺射可以獲得更高的基體電流值。
　　Cr-DLC薄膜組織結構表明，

4、在非平衡直流磁控濺射條件下，Cr-DLC薄膜為柱狀晶組織結構；隨著靶基距的增加，薄膜厚度基本保持不變；薄膜中主要以非晶的漫散射峰及Cr2C的衍射峰位主，同時還發(fā)現(xiàn)了Cr的（110）峰。在中頻脈沖磁控濺射條件下，Cr-DLC薄膜為致密的柱狀晶組織結構；隨著靶基距的增加，薄膜厚度減小；薄膜主要以漫散射峰為主，呈現(xiàn)碳納米晶結構。Raman光譜表明兩種磁控濺射技術制備的薄膜均為DLC薄膜。
　　Cr-DLC薄膜性能測試表明，在非平衡直流磁