掺杂钨类金刚石膜的显微结构与性能.pdfVIP

33 9 机 械 工 程 材 料 V o . 33 N o. 9 2009 9 M at eria s f or M echanica Eng ineering Sep. 2009 1, 2 2 2 1 2 , , , , ( 1. 华南理工大学材料科学与工程学院, 广州510641; 2 . 广州有色金属研究院, 广州5 1065 1) : 利用非平衡磁控溅射与离子 复合沉积技术, 以高纯甲烷和氮气作反应气体, 钨为溅射 靶, 在40CrSi( 100) 基片和不锈钢基体上分别制备了厚度约为2 m 的掺杂钨类金刚石膜, 并在类 金刚石膜与基体间沉积了过渡层; 应用X 射线衍射拉曼光谱俄歇电子能谱等手段分析了掺杂钨 类金刚石膜的显微结构和表面成分; 应用球盘摩擦磨损试验机以及纳米硬度计等测试了膜的硬度 摩擦性能及结合强度结果表明: 所制备的膜表面均匀致密光滑, 具有典型的类金刚石结构特 征; 掺杂的钨弥散分布在无定型的碳中, 一部分形成W2 C 微晶相; 当膜中钨原子分数约为20% 时, 膜的硬度最高, 摩擦因数也相对较小, 膜基结合力在70 N 以上 : 非平衡磁控溅射; 掺杂钨; 类金刚石膜; 摩擦因数 : O 484. 5 : A : 100037 38( 2009) Microstructure and Properties of Diamondlikecarbon Film Doped W 1, 2 2 2 1 2 ZHANG Xin , X AO Xiaoling , HONG Ruijiang , LUO Chengping , L N Songsheng ( 1. Facu ty of M ater ia s Science and Eng ineer ing, South China U niv ersity of T echno o gy , G uangzhou 510641, China; 2 . G uangzhou Research Institute o f No nf er ro us M eta s, Guangzhou 51065 1, China) Abstract: A bo ut 2 m thick diamondikecarbon ( DLC) f i m s do ped W w er e pr epar ed on the matr ix es o f 40Cr , Si( 100) , stam ess stee r espective y by means of unba anced mag net ron sputter ing and ion source co mp ex deposition using pure CH 4 and N2 as r eaction g ases and pure W as sput tering tar gets . A transitio n a yer betw een diamo nd ikecar bo n f i m and mat rix w as deposited . Raman spectro sco py , Aug er dept h pr of i ing, Xray diffractio n and nanoindentation w ere u sed to character