金刚石薄膜的结构特征对薄膜附着性能的影响

摘要

在不同实验条件下,用微波等离子体化学气相沉积设备在硬质合金(WC+6%Co)衬底上沉积了具有不同结构特征的金刚石薄膜.用Raman谱表征薄膜的品质和应力,用压痕实验表征薄膜的附着性能,考察了薄膜中sp2杂化碳含量、形核密度、薄膜厚度对薄膜附着性能的影响.结果表明:sp2杂化碳的缓冲作用使薄膜中sp2杂化碳的含量对薄膜中残余应力有较大的影响,从而使薄膜压痕开裂直径统计性地随sp2杂化碳含量的增加而减小;仅仅依靠超声遗留的金刚石晶籽提高形核密度并不能有效改变薄膜与硬质合金基体之间的化学结合状况,从而不能有效提高薄膜在衬底上的附着性能;在薄膜较薄时,晶粒之间没有压应力的存在,开裂直径并不明显随厚度增加而增加,只有当薄膜厚度增加到一定值,晶粒之间才有较强压应力存在,开裂直径随厚度的增加而较为迅速地增加.