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湿度对a-C:Ti/a-C:Si纳米多层薄膜摩擦学行为的影响
1
作者 赵春梅 牛心悦 +4 位作者 徐正田 王少峰 施志军 邢晓磊 周野飞 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期34-43,共10页
目的沉积出具有纳米级多层结构的a-C:Ti/a-C:Si薄膜来改善非晶碳薄膜的湿度适应性。方法通过磁控溅射技术在硅片和304不锈钢试样表面交替沉积a-C:Ti薄膜和a-C:Si薄膜,并进行了薄膜截面形貌表征。通过纳米压痕测试表征了复合薄膜的力学性... 目的沉积出具有纳米级多层结构的a-C:Ti/a-C:Si薄膜来改善非晶碳薄膜的湿度适应性。方法通过磁控溅射技术在硅片和304不锈钢试样表面交替沉积a-C:Ti薄膜和a-C:Si薄膜,并进行了薄膜截面形貌表征。通过纳米压痕测试表征了复合薄膜的力学性能,采用球-盘摩擦磨损试验机进行了不同湿度下摩擦学试验,测试薄膜的摩擦学性能。结合拉曼光谱和扫描电子显微镜,分析了摩擦试验后的磨痕形貌和磨斑。结果a-C:Ti/a-C:Si纳米多层结构增加了薄膜的异质界面,相比于a-C:Ti膜,a-C:Ti/a-C:Si纳米多层薄膜的弹性模量和残余应力随a-C:Si层厚度的增加而上升。在低湿度环境下,a-C:Si层引入后使a-C:Ti/a-C:Si纳米多层膜在摩擦过程中不易产生碳转移膜,薄膜的摩擦因数和磨损率随a-C:Si层沉积时间的增加而增加,薄膜的摩擦学性能略有下降。在高湿度环境下,由于磨屑的堆积抑制了碳转移膜的形成,不同制备工艺获得的a-C:Ti/a-C:Si纳米多层膜的摩擦因数均有所上升,但是a-C:Si层的存在使薄膜极易产生富硅转移膜,缓解了无碳转移膜的缺陷,降低了磨损率,提高了摩擦学性能。结论纳米多层结构有效地改善了非晶碳薄膜的湿度适应性。利用a-C:Ti层和a-C:Si层分别提升了非晶碳基复合薄膜在低湿环境下和高湿环境下的摩擦学性能。 展开更多
关键词 多层结构 a-c:Ti/a-c:Si纳米多层膜 a-c:Si层 力学性能 摩擦学性能 相对湿度
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氢燃料电池金属双极板表面TiC/a-C:H涂层的制备和表征 被引量：1
2
作者 王浩琦 欧伊翔 +9 位作者 华青松 李飞强 付薇 郑威龙 侯莉 王连才 曾心苗 徐云飞 曹季东 曲观书 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2580-2587,共8页
研究沉积离子能量对沉积在氢燃料电池金属双极板表面的TiC/a-C:H涂层导电性和耐腐蚀性能影响。通过磁过滤真空阴极弧沉积技术以Ti靶为Ti源,通入乙炔气体在–100~–500 V基体负偏压下于SS 304不锈钢和单晶硅表面沉积了厚度为0.52~1.05μm... 研究沉积离子能量对沉积在氢燃料电池金属双极板表面的TiC/a-C:H涂层导电性和耐腐蚀性能影响。通过磁过滤真空阴极弧沉积技术以Ti靶为Ti源,通入乙炔气体在–100~–500 V基体负偏压下于SS 304不锈钢和单晶硅表面沉积了厚度为0.52~1.05μm的TiC/a-C:H复合涂层,研究分析了涂层的微观结构、涂层成分、相结构、耐腐蚀性能和导电性能的变化规律。结果表明,在–100~–500 V基体负偏压下沉积的TiC/a-C:H复合涂层均呈现致密的低缺陷特征,涂层为非晶碳包覆的nc-TiC纳米晶所构建的纳米晶/非晶复合结构,随着负偏压增大,涂层中纳米晶尺寸从3.3nm增至7.9 nm。最优的nc-TiC/a-C:H涂层(负偏压–100 V)在模拟氢燃料电池腐蚀环境(80℃, 0.5 mol/L H_(2)SO_(4)+2μL/L HF水溶液)下实现了5.25×10^(-8)μA/cm^(2)的超低腐蚀电流密度,在1.4 MPa的压紧力下实现了1.49 mΩ/cm^(2)的极低ICR值。采用磁过滤真空阴极弧沉积法制备的nc-TiC/a-C:H涂层可以在宽的负偏压范围内有效提高SS 304不锈钢双极板的耐腐蚀和导电性,满足DOE 2025目标对氢燃料电池双极板的性能需求,该工作为大规模制备高性能金属双极板涂层开辟了一条新途径。 展开更多
关键词 金属双极板 纳米复合涂层 耐腐蚀 高导电率 nc-TiC/a-c:H 磁过滤真空阴极弧沉积
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碳含量对CrN:a-C多相复合涂层摩擦学性能的影响 被引量：1
3
作者 马飞 王闯 +3 位作者 郭武明 史祥东 孙建颖 庞刚 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期297-307,共11页
分别以Cr靶、N_(2)与C_(2)H_(2)作为Cr源、氮源与碳源,采用多弧离子镀技术制备CrN:a-C多相复合涂层,通过调节C_(2)H_(2)的流量改变涂层中碳的含量,使用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、场发射扫描电镜热场(FE-SEM)、多功能摩擦磨损... 分别以Cr靶、N_(2)与C_(2)H_(2)作为Cr源、氮源与碳源,采用多弧离子镀技术制备CrN:a-C多相复合涂层,通过调节C_(2)H_(2)的流量改变涂层中碳的含量,使用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、场发射扫描电镜热场(FE-SEM)、多功能摩擦磨损试验机等手段研究了碳含量对其组成结构、机械性能以及摩擦学性能的影响。结果表明:随着涂层内碳含量的提高涂层非晶碳的结构特征逐渐明显和涂层致密性降低,使机械性能降低但是其结合力和硬度仍然比较高。在干摩擦和5W-30润滑油环境中涂层均呈现出较好的低摩擦与低磨损特性。碳含量和摩擦产物的影响,使摩擦系数和磨损率在两种环境中均先提高后降低。在C_(2)H_(2)流量为120 sccm的条件下在干摩擦和润滑油环境中涂层的摩擦系数分别为0.33和0.12,磨损率分别为1.3×10^(-5)mm^(3)/(N·m)和7.4×10^(-6)mm^(3)/(N·m),可为摩擦副部件提供有效的减磨抗磨防护作用。 展开更多
关键词 材料表面与界面 CrN:a-c多相复合涂层 氮化铬 非晶碳 摩擦学性能
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退火温度对a-C:H膜结构及摩擦学性能的影响 被引量：11
4
作者 王永霞 冶银平 +3 位作者 李红轩 吉利 陈建敏 周惠娣 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期209-213,共5页
为研究环境温度对含氢无定形碳(a-C:H)膜结构和性能的影响,将a-C:H膜在大气环境中进行高温退火处理,并借助红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、3D表面分析仪和球盘摩擦试验机等手段对退火前后a-C:H膜的结构、组成和性能进行了系统地... 为研究环境温度对含氢无定形碳(a-C:H)膜结构和性能的影响,将a-C:H膜在大气环境中进行高温退火处理,并借助红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、3D表面分析仪和球盘摩擦试验机等手段对退火前后a-C:H膜的结构、组成和性能进行了系统地考察.研究发现,在较低的退火温度下(300℃),a-C:H膜结构无明显变化,而其内应力降低,摩擦学性能显著提高;在400℃和500℃下退火,膜结构发生明显变化并伴随严重氧化,同时摩擦学性能降低甚至完全失效.结果表明,退火温度的选择对a-C:H膜的结构、组成及性能具有重要影响. 展开更多
关键词 a-c:H膜 退火温度 结构 摩擦学性能
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慢性复合应激对学习记忆的影响及cAMP/PKA-CREB信号通路的作用 被引量：12
5
作者 刘能保 洪小平 +2 位作者 李晓恒 张敏海 孙臣友 《解剖学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期611-616,共6页
目的探讨慢性复合应激对大鼠学习与记忆的影响和cAMP/PKA-CREB信号系统在此机制中的作用。方法将成年雄性Wistar大鼠分为对照组:不作任何处理;慢性单一应激组:每天捆绑6 h,持续6周;慢性复合应激组:每天随机暴露于4种应激原中,持续6周。... 目的探讨慢性复合应激对大鼠学习与记忆的影响和cAMP/PKA-CREB信号系统在此机制中的作用。方法将成年雄性Wistar大鼠分为对照组:不作任何处理;慢性单一应激组:每天捆绑6 h,持续6周;慢性复合应激组:每天随机暴露于4种应激原中,持续6周。应激结束后,用Morris水迷宫(MWM)测试大鼠空间学习与记忆成绩;免疫组织化学方法观察大鼠海马PKA-Cβ和磷酸化的CREB的表达水平;应用RT-PCR法半定量检测海马组织内BDNF和Bcl-2的mRNAs水平。结果应激后在MWM寻找平台潜伏期,与对照组(18.9±13.0)s相比,慢性复合应激组(14.2±5.8)s明显缩短(P<0.05),显示其空间记忆明显增强,而慢性单一应激组(20.4±12.8)s无明显差异(P>0.05);慢性复合应激组大鼠海马CA1和CA3区PKA-Cβ的表达以及CA1区和齿状回pCREB的表达明显上调(P<0.05);而慢性单一应激组海马各亚区PKA-Cβ和pCREB的表达无显著性改变(P>0.05)。BDNF和Bcl-2mRNAs的表达水平3组间差别无显著性(P>0.05)。结论慢性复合应激可增强海马依赖的学习与记忆功能,多元的环境刺激可能是其增强的主要原因。PKA-CREB信号通路在其影响机制中发挥了一定的作用。 展开更多
关键词 慢性复合应激 学习与记忆 蛋白激酶a-cβ亚基 CAMP反应元件结合蛋白 海马 免疫组织化学 RT-PCR 大鼠
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MoS_2/a-C复合薄膜在高/低湿度环境下的摩擦学性能研究 被引量：9
6
作者 耿中荣 李霞 +1 位作者 张广安 李浩 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期481-487,共7页
采用磁控溅射方法制备了MoS_2薄膜与不同碳含量的MoS_2/a-C复合薄膜,利用XRD、SEM、Raman光谱仪、纳米压痕仪和CSM摩擦试验机等分析了复合薄膜的结构、力学和摩擦学性能.结果表明:MoS_2薄膜为疏松的柱状结构,MoS_2/a-C复合薄膜为无定形... 采用磁控溅射方法制备了MoS_2薄膜与不同碳含量的MoS_2/a-C复合薄膜,利用XRD、SEM、Raman光谱仪、纳米压痕仪和CSM摩擦试验机等分析了复合薄膜的结构、力学和摩擦学性能.结果表明:MoS_2薄膜为疏松的柱状结构,MoS_2/a-C复合薄膜为无定形的致密结构,硬度较高.低湿环境下MoS_2薄膜与MoS_2/a-C复合薄膜的摩擦性能差别不明显;高湿环境下薄膜的摩擦系数和磨损率均有所升高,其中MoS_2薄膜与低碳含量的MoS_2/a-C复合薄膜氧化严重,而高碳含量的MoS_2/a-C复合薄膜的摩擦学性能稳定,对湿度交替变换的环境适应性更佳.这是由于碳元素掺杂改善复合薄膜的微观结构,提高复合薄膜的抗氧化性和力学性能. 展开更多
关键词 MoS_2/a-c复合薄膜 湿度 抗氧化性能 摩擦学性能
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调制比对WS_x/a-C多层膜微观组织及摩擦学性能的影响 被引量：6
7
作者 杨芳儿 鲁叶 +2 位作者 李昂 沈靖枫 郑晓华 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期387-394,共8页
采用磁控溅射交替溅射WS2和石墨靶,在200℃的Si基体上制备了不同调制比的WS_x/a-C多层膜(调制周期约为20 nm).利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子谱(XPS)等手段表征了多层膜的微观结构;采用纳米压痕仪、薄... 采用磁控溅射交替溅射WS2和石墨靶,在200℃的Si基体上制备了不同调制比的WS_x/a-C多层膜(调制周期约为20 nm).利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子谱(XPS)等手段表征了多层膜的微观结构;采用纳米压痕仪、薄膜应力测试仪、涂层附着力划痕仪和球盘式摩擦磨损试验机测试多层膜的机械性能及大气中的的摩擦磨损性能.结果表明:WS_x/a-C多层膜表面平整、结构致密,S/W比在0.92~0.97范围内波动,WS_x子层以微晶的形式存在,WS_x/a-C相界面处形成了WC相.随着调制比的增加,多层膜的硬度由7.8 GPa升高至9.0GPa,膜内压应力先减小后增大,结合力单调减小,摩擦系数由0.18增至0.29,磨损率迅速升高.调制比为1∶39的多层膜的摩擦学性能最佳,其磨损率约为6.1×10^(–15) m^3/(N·m). 展开更多
关键词 二硫化钨 a-c 多层膜 调制比 摩擦磨损性能 磁控溅射
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不同层厚比WS_x/a-C多层膜的组织结构与摩擦学特性 被引量：4
8
作者 郑晓华 章荣 +3 位作者 史玉龙 沈靖枫 李昂 杨芳儿 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期659-665,共7页
利用磁控溅射法在单晶硅上制备了不同层厚比的WS_x/a-C纳米多层膜(调制周期约50 nm)。用扫描电镜、X射线衍射、能谱、X射线光电子谱和Raman光谱对薄膜的形貌、成分和组织结构等进行了表征。采用纳米压痕仪、划痕仪和球盘式摩擦仪测试了... 利用磁控溅射法在单晶硅上制备了不同层厚比的WS_x/a-C纳米多层膜(调制周期约50 nm)。用扫描电镜、X射线衍射、能谱、X射线光电子谱和Raman光谱对薄膜的形貌、成分和组织结构等进行了表征。采用纳米压痕仪、划痕仪和球盘式摩擦仪测试了薄膜的硬度、结合力和在大气环境下(相对湿度约70%)的摩擦学性能。结果表明:随着层厚比L_(a-C)/L_(WS_x)的增加,多层膜的n_s/n_w比由1.38增大至1.62,并伴随着WS_2尺寸的减小以及薄膜致密度和平整度的提高,a-C层和WS_x层的结构无明显变化;多层膜的磨损率仅为纯WS_x膜的1/3~1/4,摩擦因数由0.26降至0.2,硬度和磨损率均出现峰值,而结合力呈相反变化趋势。层厚比L_(a-C)/L_(WS_x)为1:39的多层膜的摩擦因数为0.26,磨损率为9.8×10^(-14)m^3/Nm,耐磨性最佳。 展开更多
关键词 WS_2 a-c 多层膜 摩擦与磨损 磁控溅射
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磁控溅射TiC/a-C薄膜的结构和摩擦学性能研究 被引量：5
9
作者 张文艳 张旭海 +1 位作者 方峰 蒋建清 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期282-286,共5页
采用磁控溅射法制备不同碳含量的碳化钛薄膜。采用SEM、XRD及HR-TEM等手段分析了TiC/a-C薄膜的微观组织结构,采用摩擦磨损仪和台阶仪研究了薄膜的摩擦学性能。研究结果表明,碳含量在40%～74%时,随碳含量的增加,薄膜结构由疏松变得致密,(... 采用磁控溅射法制备不同碳含量的碳化钛薄膜。采用SEM、XRD及HR-TEM等手段分析了TiC/a-C薄膜的微观组织结构,采用摩擦磨损仪和台阶仪研究了薄膜的摩擦学性能。研究结果表明,碳含量在40%～74%时,随碳含量的增加,薄膜结构由疏松变得致密,(111)择优取向逐渐转变为无明显择优取向生长。当碳含量为60%时,薄膜结构为TiC晶粒镶嵌在非晶碳基体中的纳米复合结构,此时薄膜的机械性能及耐磨性最佳。磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,通过调节薄膜中非晶碳的含量及晶粒大小并增加薄膜的硬度可改善其摩擦学性能。 展开更多
关键词 TiC/a-c薄膜 磁控溅射 碳含量 微结构 摩擦性能
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a-C∶H/a-Se复合膜晶化分形凝聚的计算机模拟研究 被引量：4
10
作者 刘志远 刘启海 +3 位作者 刘买利 何大韧 杨功能 夏则智 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1992年第1期69-74,共6页
本文基于红外透射及喇曼谱分析的结果提出了一个 a-C:H/a-Se 复合膜的 a-C∶H 层非平衡晶化凝聚模型,并做了计算机模拟研究。模拟得到的图形是具有良好的无标度性的链环状分形。其分维值为1.37±0.02,此结果得到了实验的肯定。这对... 本文基于红外透射及喇曼谱分析的结果提出了一个 a-C:H/a-Se 复合膜的 a-C∶H 层非平衡晶化凝聚模型,并做了计算机模拟研究。模拟得到的图形是具有良好的无标度性的链环状分形。其分维值为1.37±0.02,此结果得到了实验的肯定。这对非晶膜的结构及晶化机理的研究均富有价值。 展开更多
关键词 a-c:H/a-Se 复合膜 非平衡晶化
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非平衡磁控溅射沉积TiC/a-C多层膜的组织结构 被引量：3
11
作者 肖晓玲 洪瑞江 +2 位作者 林松盛 李洪武 侯惠君 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期684-687,672,共5页
本文采用非平衡磁控溅射沉积技术,分别以石墨和甲烷气体为碳源,制备TiC/a-C多层膜。利用X-射线衍射仪、透射电子显微镜、俄歇电子能谱仪和拉曼光谱仪等实验手段对所沉积的TiC/a-C多层膜的组织形态、结构及成份进行了分析。结果表明:所... 本文采用非平衡磁控溅射沉积技术,分别以石墨和甲烷气体为碳源,制备TiC/a-C多层膜。利用X-射线衍射仪、透射电子显微镜、俄歇电子能谱仪和拉曼光谱仪等实验手段对所沉积的TiC/a-C多层膜的组织形态、结构及成份进行了分析。结果表明:所制备的两种TiC/a-C薄膜中,TiC的晶粒呈柱状生长;用溅射石墨靶方法获得的TiC/a-C薄膜,无明显的层状结构,a-C相为石墨化和非石墨化的碳原子构成,碳原子的有序化程度较大;而采用甲烷气体为碳源沉积的TiC/a-C薄膜,呈规则的分层结构,碳原子的有序化程度低。采用过渡层及添加适当的金属元素能改善膜/基的结合强度。 展开更多
关键词 TiC/a-c薄膜 非平衡磁控溅射 组织形态
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a-C∶H膜在不同真空度下的摩擦学行为研究 被引量：2
12
作者 吴艳霞 李红轩 +4 位作者 吉利 冶银平 孙晓军 陈建敏 周惠娣 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期313-316,共4页
采用非平衡磁控溅射技术在不锈钢及Sip(111)基体上制备了含氢无定形碳(a-C∶H)薄膜,沉积的薄膜表面光滑,硬度高,内应力小,膜/基结合力好。利用球-盘摩擦实验机对薄膜在不同真空度(1.0×105、5.0×10-2、1.0×10-2、5.0×... 采用非平衡磁控溅射技术在不锈钢及Sip(111)基体上制备了含氢无定形碳(a-C∶H)薄膜,沉积的薄膜表面光滑,硬度高,内应力小,膜/基结合力好。利用球-盘摩擦实验机对薄膜在不同真空度(1.0×105、5.0×10-2、1.0×10-2、5.0×10-3 Pa)下的摩擦学行为进行了研究,结果表明,随着真空度的升高,薄膜的摩擦系数逐渐减小,磨损率逐渐增大。在5.0×10-3 Pa时,a-C∶H膜的摩擦学行为发生突变,此时薄膜的摩擦系数为0.005,而耐磨寿命很短。高真空中,薄膜寿命的突变可能与薄膜脱氢而结构发生变化有关。 展开更多
关键词 磁控溅射 a-c∶H膜 真空度 摩擦学性能
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射频功率对a-C:F薄膜沉积速率和结构的影响 被引量：2
13
作者 刘雄飞 高金定 +2 位作者 周昕 肖剑荣 张云芳 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2004年第10期14-16,共3页
用射频等离子体增强型化学气相沉积法制备了a-C:F薄膜,并研究了射频功率对a-C:F薄膜沉积速率和结构的影响.用椭偏仪测量了薄膜的厚度,并用红外谱(FITR)结合Raman谱研究了其结构的变化.结果表明:薄膜沉积速率在10～14 nm/min之间,主要含... 用射频等离子体增强型化学气相沉积法制备了a-C:F薄膜,并研究了射频功率对a-C:F薄膜沉积速率和结构的影响.用椭偏仪测量了薄膜的厚度,并用红外谱(FITR)结合Raman谱研究了其结构的变化.结果表明:薄膜沉积速率在10～14 nm/min之间,主要含有CFx和C=C键.随射频功率的升高,沉积速率先增大后减小,CF3的含量迅速减小,CF和CF2的含量略有增加,薄膜中r(F/C)呈下降的趋势.在较高功率下沉积的薄膜中出现了由sp2和sp3混合微晶结构. 展开更多
关键词 电子技术 射频功率 a-c:F薄膜 沉积速率 结构
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基于动力学标度法的a-C:H薄膜表面微观形貌的演变机理研究 被引量：2
14
作者 张玲 陈果 +4 位作者 何小珊 艾星 何智兵 刘磊 唐永建 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期740-746,共7页
采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在Si(111)基底上制备a-C:H薄膜,利用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对a-C:H薄膜的表面形貌与表面粗糙度进行表征,并从动力学标度法角度出发讨论a-C:H薄膜表面粗糙度的演变机理。研究... 采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在Si(111)基底上制备a-C:H薄膜,利用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对a-C:H薄膜的表面形貌与表面粗糙度进行表征,并从动力学标度法角度出发讨论a-C:H薄膜表面粗糙度的演变机理。研究结果表明:a-C:H薄膜表面微观形貌为自仿射分形表面,可用分形维数来评价薄膜的表面粗糙度;随着H_2流量的增加,薄膜表面粗糙度先减小后增大,在T_2B与H_2流量比为0.2/6时,a-C:H薄膜的表面粗糙度R_q为2.2nm,相对于其他条件下生长的薄膜的表面粗糙度低,薄膜表面较光滑,致密性良好。 展开更多
关键词 a-c:H薄膜 表面粗糙度 分形维数 原子力显微镜 扫描电子显微镜
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氮掺杂对a-C:F薄膜表面形貌和键结构的影响 被引量：3
15
作者 刘雄飞 周昕 高金定 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期42-43,46,共3页
用射频等离子体增强化学气相沉积设备制备了氮掺杂a-C:F(氟化非晶碳)薄膜,研究了不同氮源流量比对薄膜表面形貌和键结构的影响。AFM观察结果发现:随氮流量的增加,薄膜表面粗糙度降低,颗粒粒径变小,薄膜更加均匀致密。Raman光谱分析表明... 用射频等离子体增强化学气相沉积设备制备了氮掺杂a-C:F(氟化非晶碳)薄膜,研究了不同氮源流量比对薄膜表面形貌和键结构的影响。AFM观察结果发现:随氮流量的增加,薄膜表面粗糙度降低,颗粒粒径变小,薄膜更加均匀致密。Raman光谱分析表明:氮源流量的增加会引起薄膜内sp2键态含量增加,即芳香环式结构比例上升,当r(N2/(CF4+CH4+N2))为68%时,ID/IG由未掺N2时的1.591增至4.847,薄膜的热稳定性增强。 展开更多
关键词 无机非金属材料 a-c:F薄膜 氮掺杂 表面形貌 结构
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a-C:N:H纳米尖端荧光产生的机理 被引量：5
16
作者 王必本 党纯 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期400-404,共5页
用CH4,H2和NH3为反应气体,利用等离子体增强热丝化学气相沉积在沉积有碳膜的Si衬底上制备了a-C:N:H纳米尖端,并用扫描电子显微镜和微区Raman光谱仪对碳膜和纳米尖端进行了表征。结果表明:Raman谱中含有与碳和氮相关的峰,且纳米尖端的Ra... 用CH4,H2和NH3为反应气体,利用等离子体增强热丝化学气相沉积在沉积有碳膜的Si衬底上制备了a-C:N:H纳米尖端,并用扫描电子显微镜和微区Raman光谱仪对碳膜和纳米尖端进行了表征。结果表明:Raman谱中含有与碳和氮相关的峰,且纳米尖端的Raman谱比碳膜的Raman谱有很强的荧光背景。Raman谱中的峰说明沉积的碳膜和纳米尖端是a-C:N:H薄膜和a-C:N:H尖端。a-C:N:H纳米尖端的Raman谱中强荧光背景的产生表明其在激发光源照射的过程中发射了强荧光,对a-C:N:H纳米尖端产生强荧光的机理进行了探讨。 展开更多
关键词 a-c:N:H纳米尖端 RAMAN光谱 荧光
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不同退火温度下a-C:Si涂层的热稳定性研究 被引量：2
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作者 唐昆 张家豪 +5 位作者 李典雨 谭可成 张明军 毛聪 张健 胡永乐 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期244-252,共9页
目的在碳化硅基底上制备a-C:Si涂层,通过分析涂层在不同退火温度下的热稳定性机制,拓宽其在高温领域的应用。方法采用非平衡磁控溅射法在碳化硅表面沉积a-C:Si涂层,并进行不同温度的退火热处理,通过XPS、SEM、拉曼光谱对涂层进行表征与... 目的在碳化硅基底上制备a-C:Si涂层,通过分析涂层在不同退火温度下的热稳定性机制,拓宽其在高温领域的应用。方法采用非平衡磁控溅射法在碳化硅表面沉积a-C:Si涂层,并进行不同温度的退火热处理,通过XPS、SEM、拉曼光谱对涂层进行表征与分析。利用分子动力学对a-C:Si涂层退火过程进行仿真,从涂层与原子结构、原子径向分布函数、配位数、键长及键角等多方面对涂层石墨化行为进行分析。通过仿真与实验数据的交叉分析,探究a-C:Si涂层热稳定性机制。结果a-C:Si涂层主要由C、Si元素组成,且碳原子之间主要形成sp2和sp3两种杂化键,其中sp3键居多,随退火温度的上升,其相对含量下降。a-C:Si涂层的拉曼光谱在400~500℃时出现明显的D峰,ID/IG积分强度比和G峰峰值具有相似的变化趋势。退火温度升高时,涂层中键长较长的sp3-sp3键最先开始向sp2-sp2转化,随着退火温度的升高,键长较短的sp3-sp3键才开始变化。石墨化过程中,sp3-sp3键转化率最大,Si与C形成高热稳定性的Si—C键。结论退火处理对a-C:Si涂层的热稳定性有重要影响,退火温度为400℃时,a-C:Si涂层开始发生石墨化转变。Si元素能稳定原子结构,与Si成键的C-sp3杂化原子具有更高的热稳定性,降低了石墨化的速率。 展开更多
关键词 退火温度 磁控溅射 a-c:Si涂层 热稳定性 sp3-sp3键转化 分子动力学
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直流反应磁控溅射沉积a-C:H薄膜的微结构和摩擦磨损行为 被引量：2
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作者 刘龙 周升国 +2 位作者 王跃臣 刘正兵 马利秋 《有色金属科学与工程》 CAS 2016年第1期41-47,共7页
采用直流的反应磁控溅射技术,以高纯石墨为溅射靶材和CH_4为反应气体,调节CH_4流量,在p(100)单晶硅和不锈钢基底上成功制备出系列的含氢a-C:H薄膜.利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、Raman光谱、纳米压痕仪、CSM划... 采用直流的反应磁控溅射技术,以高纯石墨为溅射靶材和CH_4为反应气体,调节CH_4流量,在p(100)单晶硅和不锈钢基底上成功制备出系列的含氢a-C:H薄膜.利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、Raman光谱、纳米压痕仪、CSM划痕测试仪、摩擦磨损试验机等测试手段对所制备含氢a-C:H薄膜的微结构、力学性能和摩擦磨损行为进行系统表征.结果表明:随着CH_4流量的增加,含氢a-C:H薄膜的致密度呈现出微弱的先增加后减小的趋势;薄膜的沉积速率随着CH_4流量的增加逐渐增加,但增幅呈现出逐渐减小趋势;随着CH_4流量的增加,薄膜中sp^3杂化键含量及其纳米硬度和杨氏模量也呈现出先增加后减小的规律;摩擦实验结果表明当CH_4流量为8 sccm,所制备的含氢a-C:H薄膜的摩擦学性能最佳,摩擦系数为0.20,磨损率为6.48×10^(-7)mm^3/(N·m). 展开更多
关键词 磁控溅射 a-c:H薄膜 微结构 摩擦磨损
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中频磁控溅射制备a-C∶H(Al,W)薄膜及其性能研究 被引量：2
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作者 龚秋雨 郝俊英 +1 位作者 刘小强 刘维民 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期556-564,共9页
采用中频磁控溅射技术，以w、Al复合靶（面积比为1：1）为靶材，在氩气和甲烷混合气体中于iq（100）型单晶硅表面沉积了一系列Al、w共掺杂含氢非晶碳[a-c：H（Al，w）]薄膜．分析了不同甲烷流量对薄膜成分、结构和表面形貌的影响，并表... 采用中频磁控溅射技术，以w、Al复合靶（面积比为1：1）为靶材，在氩气和甲烷混合气体中于iq（100）型单晶硅表面沉积了一系列Al、w共掺杂含氢非晶碳[a-c：H（Al，w）]薄膜．分析了不同甲烷流量对薄膜成分、结构和表面形貌的影响，并表征了薄膜的力学性能和摩擦磨损行为．结果表明：随着甲烷流量的增加，薄膜中C含量呈上升趋势，而w和Al含量均呈现递减趋势，过高流量的CH。会导致金属靶材中毒．薄膜中的sp^2C和sp^3c含量受w、Al以及H注入效应的共同影响．所制备的薄膜表面均较为平滑，表面粗糙度（RMS）在0．39～0．48nm范围内．薄膜的纳米硬度（日）在9．98-11．37GPa之间，弹性模量（E）介于71～93．36GPa之间，弹性恢复系数均在70％以上．当薄膜中w和Al的原子百分含量分别为3．74％和2．37％时，H／E值和H^3／E^3值分别为0．141和0．198，且此时薄膜在大气环境下表现出较好的减摩抗磨性能．薄膜具有适度的sp^3C／sp^2c比值、优异的弹性形变性能、摩擦过程中对偶球表面形成连续而致密的转移层等因素是薄膜具有良好摩擦学性能的重要原因． 展开更多
关键词 中频磁控溅射 a-c H(A1 W)薄膜 摩擦磨损 力学性能
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