学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

氟化类金刚石薄膜摩擦特性的研究

作　者: 王培君
导　师: 江美福
学　校: 苏州大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 反应磁控溅射 F-DLC薄膜射频功率流量比摩擦系数
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 42次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

以高纯石墨做靶、氩气(Ar)和三氟甲烷(CHF3)为源气体,采用射频反应磁控溅射法在不同射频功率和流量比条件下制备了氟化类金刚石(F-DLC)薄膜。利用原子力显微镜、纳米压痕、拉曼光谱、红外光谱和摩擦磨损测试仪对薄膜的表面形貌、硬度、键态结构以及摩擦性能做了具体分析。摩擦测试结果表明,制备的薄膜整体均匀致密,薄膜的摩擦系数最小可达0.4左右,表现出了良好的减摩性能。AFM和纳米压痕显示,薄膜摩擦系数受表面粗糙度和硬度影响,表面粗糙度较小,硬度较大的薄膜往往具有相对较小的摩擦系数,但并非呈单调对应关系。射频功率以及源气体流量比影响着薄膜的沉积速率,进而影响着薄膜中sp2芳香环式结构比例和薄膜的摩擦性能。结合薄膜的红外光谱分析,可以推论,F原子的键入方式是影响F-DLC薄膜摩擦系数的重要因素,CF2反对称伸缩振动强度的减弱和C=C链中适量的CFH键的形成都能导致薄膜具有相对较低的摩擦系数。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章前言  8-15
  1.1 类金刚石(DLC)薄膜概述  8-12
    1.1.1 DLC 薄膜的结构  8-10
    1.1.2 DLC 薄膜的性能及应用  10-11
    1.1.3 DLC 薄膜应用中存在的问题  11-12
  1.2 氟化类金刚石(F-DLC)薄膜  12
  1.3 氟对DLC 膜结构及性能的影响  12-13
  1.4 本研究小组的研究基础  13-14
  1.5 本论文的主要研究内容  14-15
第二章射频反应磁控溅射技术  15-22
  2.1 射频反应磁控溅射  15-18
    2.1.1 射频溅射技术  15-16
    2.1.2 磁控溅射技术  16-18
  2.2 射频反应磁控溅射技术  18-19
  2.3 射频反应磁控溅射装置  19-21
  2.4 基片及其预处理  21-22
第三章氟化类金刚石薄膜的结构及性能表征  22-36
  3.1 F-DLC 薄膜厚度的测量  22-23
  3.2 F-DLC 薄膜的摩擦学性能表征  23-25
  3.3 F-DLC 薄膜的表面形貌及粗糙度表征  25-26
  3.4 F-DLC 薄膜的纳米硬度和弹性模量表征  26-29
  3.5 F-DLC 薄膜的Raman 光谱表征  29-31
  3.6 F-DLC 薄膜的傅立叶红外光谱表征  31-36
第四章 F-DLC 薄膜摩擦特性的研究  36-55
  4.1 F-DLC 薄膜的摩擦系数  36-39
    4.1.1 不同射频功率下F-DLC 薄膜的摩擦系数  38-39
    4.1.2 不同流量比下F-DLC 薄膜的摩擦系数  39
  4.2 F-DLC 薄膜的沉积速率  39-41
    4.2.1 不同射频功率下F-DLC 薄膜的沉积速率  40
    4.2.2 不同流量比下F-DLC 薄膜的沉积速率  40-41
  4.3 F-DLC 薄膜的表面形貌分析  41-44
  4.4 F-DLC 薄膜硬度和弹性模量  44-46
  4.5 F-DLC 薄膜Raman 光谱研究  46-49
  4.6 F-DLC 薄膜的红外光谱研究  49-55
第五章结论  55-56
参考文献  56-59
攻读学位期间公开发表的论文  59-60
致谢  60-61

氟化类金刚石薄膜摩擦特性的研究

内容摘要

全文目录

相似论文