Взаимосвязь микроструктурного состояния поверхности и механических свойств углеродных и металл-углеродных покрытий, формируемых плаз

摘要

Сформированы композитные пленки α-C:H, Cu с помощью плазменно-усиленного химического вакуумного осаждения при распылении мишени меди в смеси газов Ar + C_2H_2. Исследован элементный состав, микроструктурное состояние поверхности, соотношение графитовых и "разупорядоченных" кластеров углерода, твердость и трибологические свойства а-C:H, Cu композитных пленок в зависимости от концентрации C_2H_2 в интервале 0-100% в смеси реактивных газов. Установлено, что содержание углерода в пленке возрастает от 0 до 78 ат.% пропорционально увеличению концентрации C_2H_2 в газовой фазе. Твердость композитной пленки возрастает с 2 до 6 ГПа при увеличении содержания углерода с 37 до 78 ат.%. При росте содержания углерода происходит увеличение доли sp~2-связанных углеродных кластеров, а также снижение шероховатости пленки до значения в 2-3 нм для R_(max). Коэффициент трения и изностойкость пленки сложным образом зависит от состава. Максимальное улучшение износостойкости более чем в 2 раза по сравнению с медной пленкой происходит для пленок с концентрацией углерода 23-29 ат.%. Увеличение твердости пленки приводит к уменьшению адгезии, увеличению коэффициента трения и значительному снижению износостойкости.