碳基薄膜材料的设计、制备与性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王成兵 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2008-05-07 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 杨生荣 ; 张俊彦 |
| 关键词 | 类金刚石薄膜 PECVD 类富勒烯结构 红外光谱 机械特性 摩擦磨损行为 摩擦机理 密度泛函 Diamond-like carbon films fullerene-like nanostructure Mechanical property Friction and wear behavior |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | 本文利用等离子体增强化学气相沉积技术（PECVD）制备了碳基薄膜，考察了各种工艺参数对薄膜结构性能的影响，探讨了薄膜微观结构与其机械性能、摩擦学和表面特性之间的相关性。主要研究结果如下： 1. 利用直流射频PECVD制备了a–CNx:H薄膜，考察了沉积参数对薄膜组成结构的影响。研究表明氮掺杂具有显著的影响作用，并制备出具有良好机械性能的纳米结构非晶碳氮薄膜。 2. 利用脉冲直流PECVD制备出高硬度高弹性的类富勒烯含氢碳膜（FL–C:H），该薄膜在空气中具有超润滑特性。与a–C:H薄膜相比，它具有优异的机械性能、高的sp2碳含量、少的键合氢含量，以及良好的摩擦性能。考察了载荷对FL–C:H薄膜摩擦磨损性能的影响，并利用Hertz理论和转移膜理论对其进行解释。 3. 研究了碳氮薄膜红外光谱强度增强的原因，氮原子以碳氮双键或叁键的形式与石墨环结构相连，均会形成共轭体系。在氮原子诱导作用下，sp2团簇中C=C键发生偶极，导致薄膜红外光谱具有较强的离域振动。 4. 考察了DLC薄膜的摩擦机理，其摩擦学行为与摩擦界面氢键和静电排斥的形成密切相关。当在摩擦界面形成氢键和静电排斥时，DLC薄膜的摩擦系数很低。相反，则较高。并利用密度泛函方法模拟了不同气氛下摩擦界面摩擦力的差别，其结果与实验基本相符。 |
| 学科主题 | 薄膜材料 |
| 公开日期 | 2013-04-26 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/2910]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王成兵. 碳基薄膜材料的设计、制备与性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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