【摘 要】
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本研究通过磁控溅射体系中通入CH4与Ar混合气体的方法制备了含氢非晶碳膜(a-C:H film)，通过调节各种工艺参数制备了性能优异的a-C:H膜，探讨了膜/基界面类型和元素掺杂对薄膜的
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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本研究通过磁控溅射体系中通入CH4与Ar混合气体的方法制备了含氢非晶碳膜(a-C:H film)，通过调节各种工艺参数制备了性能优异的a-C:H膜，探讨了膜/基界面类型和元素掺杂对薄膜的结合性能及高温稳定性能的影响。主要结果如下：
1．磁控溅射方法制备的a-C:H膜具有较低的内应力（低于l GPa），优于一些其他方法制备的碳膜。薄膜的结构、力学性能和摩擦学性能在很大程度上取决于工艺参数。同时，具有致密结构和适中sp3 C-C/sp3 C-H比例的a-C:H膜具有最佳的摩擦学性能。
2．通过设计特殊的界面过渡层可缓解组成、结构和物理性能的差异性，起到良好的缓冲作用，从而降低内应力并提高薄膜与基体的结合强度；Ti掺杂后a-C:H膜巾的sp3含量降低，表现出石墨化的特征，并在很大程度上降低了薄膜的内应力。
3．通过考察Si/SiC和Ti/TiC两种过渡层条件下沉积的a-C:H膜在不同温度退火处理后薄膜结构和摩擦学性能的变化，发现过渡层类型对薄膜的高温稳定性能有一定的影响，前种过渡层相对后者具有更佳的耐高温性。掺Ti薄膜300℃退火后Ti含量由0.83 at％升高到1.28 at%，内应力相对未掺杂薄膜而言具有更大程度的降低。退火后，薄膜的摩擦学性能降低，可能是由结构和组成的变化造成的。
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