真空退火條件下?lián)姐t類石墨碳膜微觀組織和性能的研究.pdf

1、本文采用閉合場非平衡磁控濺射離子鍍技術(shù)制備兩種不同鉻含量的類石墨碳(GLC)膜，并于真空條件下對其進(jìn)行不同溫度的退火處理。采用X射線光電子能譜儀(XPS)、X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、維氏顯微硬度計、劃痕儀、銷-盤摩擦磨損試驗機(jī)等測試手段分析了摻鉻類石墨碳膜在退火前后微觀結(jié)構(gòu)和性能的變化規(guī)律，并初步探討了溫度與Cr含量對摻鉻碳膜力學(xué)和摩擦學(xué)性能的影響機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明:真空退火

2、溫度對鍍層工作層碳元素的鍵結(jié)構(gòu)有明顯的影響。隨著退火溫度的升高，鍍層中的SP2C的含量逐漸增加，使碳元素逐漸由非晶碳向石墨碳轉(zhuǎn)化；真空退火溫度對鍍層中結(jié)晶相的晶體結(jié)構(gòu)影響較大。退火溫度較低時，鍍層的組織結(jié)構(gòu)基本上為非晶態(tài)，當(dāng)退火溫度達(dá)到500℃時，鍍層中有Cr3C2的結(jié)晶相析出，在600℃退火后，Cr3C2的衍射峰有所增強，同時鍍層中又出現(xiàn)了Cr23C6的結(jié)晶相，退火溫度升至800℃時，鍍層中的結(jié)晶相以Cr3C2、Cr23C6和少量的C

3、rSi2為主。
　　鍍層的硬度隨著退火溫度的升高呈現(xiàn)出先增加后減小的變化規(guī)律，退火溫度為500℃時，鍍層顯微硬度最大，Cr靶電流為0A的鍍層硬度的變化趨勢同Cr靶電流為0.1A的鍍層基本一致；隨著退火溫度的升高，不同Cr含量的兩種鍍層膜基結(jié)合強度均逐漸降低，但Cr靶電流為0.1A的鍍層膜基結(jié)合強度比Cr靶電流為0A的鍍層下降趨勢緩慢，下降程度要??；鍍層的比磨損率隨退火溫度升高而逐漸增大，鍍層摩擦系數(shù)呈先減小后增大的變化趨勢，較Cr