【摘 要】
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该文用哈尔滨工业大学自制的大型等离子体基离子注入(PBⅡ)系统,以乙炔及乙炔/氢气混合气体为气源,采用等离子体基脉冲偏压沉积技术,在商用1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上沉积了类金
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该文用哈尔滨工业大学自制的大型等离子体基离子注入(PBⅡ)系统,以乙炔及乙炔/氢气混合气体为气源,采用等离子体基脉冲偏压沉积技术,在商用1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上沉积了类金刚石碳(DLC)膜.用激光Raman光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)研究了DLC膜的化学结构和表面形貌;用XPS分析了DLC膜的化学成分.用纳米力学探针测量了DLC膜的硬度、弹性模量;用两点法测量了DLC膜的电阻.通过针-盘式摩擦试验机研究了常规实验室环境下DLC膜的摩擦学行为,并结合SEM分析方法研究了薄膜的减摩耐磨机制.研究结果表明,以等离子体基脉冲偏压技术沉积的DLC膜,其sp3键含量约为28﹪~46﹪,弹性模量的变化范围大致为180GPa~260GPa,电阻值最高为2000MΩ以上.硬度和弹性模量的变化与化学结构之间具有良好的一致性.降低工作脉冲偏压有利于DLC膜中sp<3>键的形成,在源气体中适当地引入氢气也会使薄膜中sp<3>键含量增加.另外,适量氢气的引入还会使得DLC膜的电阻和硬度均略有提高.在常规实验室环境下,DLC膜的摩擦系数约在0.12~0.20之间,良好的减摩特性是源于摩擦过程中磨屑转移层的形成.
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