襯底偏壓對磁頭表面超薄DLC膜的結構和性能的影響.pdf

1、本文以磁過濾真空陰極弧(Filtered Cathodic Vacuum Arc)技術制備的DLC薄膜為研究對象。通過改變襯底偏壓和沉積時間研究磁頭表面不同厚度DLC薄膜的結構、表面狀態(tài)和性能隨著襯底偏壓的變化規(guī)律。以此為基礎，我們可以更好的改進磁頭表面超薄DLC的結構和性能并且優(yōu)化超薄DLC的制備工藝，最終能夠改進磁頭的性能并延長磁頭的使用壽命。目前，對于2nm左右的超薄DLC薄膜的研究還比較少，并且2nm的超薄DLC膜與較厚的DLC

2、薄膜在結構上表現(xiàn)出較大的差異，結構的差異又會引起性能上的變化，所以本課題的研究內容具有較強的創(chuàng)新性和前沿性。
　　采用Vis-Raman和UV-Raman對薄膜的物理結構進行了分析。結果顯示襯底偏壓和薄膜厚度對DLC薄膜的物理結構有明顯的影響。且2nm的超薄DLC薄膜的結構表現(xiàn)出與較厚DLC薄膜不同的變化規(guī)律。2nmDLC的sp3鍵含量隨襯底偏壓的增大而減少。5nm、10nm和35nmDLC的sp3鍵含量隨襯底偏壓的增大而先增大后

3、減少。sp3鍵含量隨薄膜厚度的增加而增加。采用XPS對薄膜的成分和化學結構進行了分析。大部分的C元素以sp3C和sp2C形式存在。其sp3鍵含量都在72％以上，隨著襯底偏壓和厚度的變化而成規(guī)律性變化。
　　采用原子力顯微鏡分析了DLC薄膜的表面粗糙度和表面形貌，發(fā)現(xiàn)薄膜RMS表面粗糙度僅在0.13nm-0.23nm之間變動，表面三維形貌顯示薄膜表面均勻連續(xù)。
　　采用草酸腐蝕實驗研究了DLC薄膜的抗腐蝕性。結果顯示DLC薄膜

4、的抗腐蝕性與表面粗糙度和薄膜的結構有關。對于2nm的DLC薄膜，表面粗糙度對其腐蝕率影響較大。對于5nm和10nm的DLC薄膜，薄膜結構對其腐蝕率影響較大。
　　采用摩擦設備測量了DLC薄膜的摩擦系數(shù)，研究薄膜的摩擦學性能；對于2nm的DLC薄膜，摩擦系數(shù)隨襯底偏壓的增大而減小。薄膜越厚，摩擦系數(shù)越小。采用水接觸角測量儀對磁頭表面吸附性能進行了表征。2nm的DLC薄膜的吸附性隨著襯底偏壓的增大而先增大后減小。而較厚薄膜的吸附性變化