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目的研究MPCVD法制备的DLC膜的抗氧化和摩擦性能。方法使用石英钟罩式MPCVD装置,在CH4-H2体系中,通过不同微波功率和沉积气压的正交实验,在载玻片上沉积DLC膜。通过X射线光电子能谱和拉曼光谱对DLC膜表面的化学组成进行测试分析,采用场发射扫描电镜对DLC膜的表面形貌进行观察分析,采用摩擦磨损仪对DLC膜的摩擦性能进行测试研究。结果同一沉积气压下,IO1s/IC1s和sp2/sp3的比值随着微波功率的上升而下降;同一微波功率下,IO1s/IC1s和sp2/sp3的比值随着沉积气压的上升而上升。DLC膜的抗氧化性能随着sp2/sp3比值的下降而上升。场发射扫描电镜结果表明,微波功率由500 W上升至700 W时,DLC膜表面的团聚现象明显受到抑制,摩擦系数下降。当微波功率上升至900 W时,DLC膜表面出现明显裂痕,摩擦系数上升。微波功率为700 W、沉积气压为8.0 k Pa时,可得到氧化性能较好、摩擦系数最低为0.14的DLC膜。结论 MPCVD法制备的DLC膜的抗氧化性能受sp2/sp3比值的影响,比值越低,抗氧化性能越好。摩擦性能同时受sp2/sp3比值和其表面粗糙度的影响,比值越小,表面越平整,摩擦系数越小。 相似文献
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目的研究不同氮气浓度对氮掺杂纳米金刚石薄膜结构和电学性能的影响。方法在N2-CH4-H2体系中,以单晶硅作为沉积基底,使用MPCVD法进行纳米金刚石膜的沉积。采用扫描电子显微镜对所沉积的纳米金刚石膜的表面形貌进行表征,采用拉曼光谱对纳米金刚石膜的质量进行表征,采用X射线衍射对纳米金刚石的N原子构型进行研究,采用电化学工作站对纳米金刚石膜表面电学性能进行表征。结果 N2浓度上升,线状纳米金刚石平均线长降低,在90%时转变为团聚状纳米金刚石晶粒。N2浓度上升,H2浓度下降,纳米金刚石膜的sp2键含量先上升后下降。随着氮气浓度的上升,纳米金刚石膜的晶粒尺寸先减小后增大,在85%时最小,为12.6 nm;表面电阻先下降后上升,在85%时最低,为9.2?。XPS高分辨率N1s结果表明,具有导电性能的吡啶氮和吡咯氮的含量随氮气浓度上升的变化趋势相反,但两者之和保持不变。结论纳米金刚石膜的电学性能主要受其平均晶粒尺寸的影响,晶粒尺寸降低,则晶界含量上升,电学性能上升;晶粒尺寸下降,则晶界含量下降,电学性能下降。 相似文献
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龚耀庭 《真空科学与技术学报》2018,(4)
使用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法在富氮N_2/CH_4/H_2体系中纳米金刚石膜沉积进行研究。使用扫描电子显微镜对纳米金刚石膜的表面形貌进行测试,使用光射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对纳米金刚石膜的表面化学结构进行表征。结果表明,氮气浓度的改变对纳米金刚石膜的表面形貌和晶粒尺寸都有明显影响。在氮气浓度为85%时,纳米金刚石膜的表面由平均长度为2.5μm金刚石纳米线组成,晶粒尺寸在85%最低,为8 nm。纳米金刚石膜氮元素含量随氮气浓度上升而上升在95%为2.68%。晶粒尺寸下降,晶界含量上升,C=C键含量上升;晶粒尺寸上升,晶界含量下降,C=C含量下降。C-C键含量随着晶粒尺寸下降而下降,随晶粒尺寸上升而上升,同时C-C峰的FWHM值在氮气浓度为85%时最低为1.16 e V。 相似文献
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