H2/CH4流量比对含氢DLC薄膜结构及摩擦学性能的影响

摘要

利用等离子体增强化学气相沉积法在Si(100)基体上制备不同H2/CH4流量比下的类金刚石薄膜,采用拉曼光谱、红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)、纳米力学性能综合测试仪以及摩擦磨损试验机对薄膜的组织结构、力学以及摩擦学性能进行了分析.结果表明:该条件下制备的薄膜具有典型的类金刚石结构且膜中氢含量较高,薄膜表面光滑,膜层致密且均匀,薄膜的硬度及与基底的附着力均随着H2/CH4流量比的增加而降低.薄膜在大气环境下具有优异的摩擦学性能,在相同的载荷及转速条件下,H2/CH4流量比对薄膜的摩擦因数影响不大.当载荷为5N时,随着转速的增加,摩擦因数降低;而载荷为10 N时,摩擦因数约为0.05,转速对其影响较小.薄膜的磨损率在10-8～10-7 mm3/Nm之间变化,且随H2/CH4流量比的增加而增大.