等离子体增强化学气相沉积法制备非晶氮化碳薄膜及其性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 郝俊英
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| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-05-20 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 刘维民 |
| 关键词 | a-CNxH 薄膜 PECVD 硬度 弹性模量 耐热耐蚀性 摩擦磨损行为 a-CNxH films Hardness and elastic modulus Thermal stability and corrosion-resistant properties Friction and wear behavior |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | 本论文综述了氮化碳薄膜和PECVD 法制备非晶氮化碳薄膜的研究进展. 利用双发射源RF-DC-PECVD 技术, 实现了等离子体密度和能量的单独控制, 制备了非晶含氢氮化碳(a-CNxH)薄膜, 确定了制备高质量a-CNxH 薄膜的最佳工艺条件. 研究了a-CNxH 薄膜的组成和结构对其硬度、弹性模量、膜基结合强度及内应力的影响. 考察了a-CNxH 薄膜的热稳定性、耐腐蚀性和摩擦学性能, 并探讨了a-CNxH 薄膜的摩擦磨损机理. 主要内容和结论如下: 1. PECVD 制备a-CNxH薄膜的过程是表面化学吸附和次表面离子注入共同作用的结果, 是生长和刻蚀(溅射)同时进行的过程, 在适当的离子密度和离子能量范围内, 可制备出N 含量适中、高硬度和高弹性模量并具有优异摩擦学性能的a-CNxH 薄膜. 2. a-CNxH 薄膜具有较高的硬度和弹性模量. 由于N 元素有效地降低了薄膜中碳的配位数, 减少了薄膜中过度束缚的程度, 因此a-CNxH薄膜具有极低的内应力. 3. a-CNxH 薄膜具有较高的热稳定性能, 热处理对薄膜结构和性能的影响与薄膜中N和H的逸出有关. 薄膜中N含量的提高是薄膜耐腐蚀性能提高的根本原因. 4. 在大气环境条件下, a-CNxH 薄膜微观结构(N 含量)和测试条件(载荷、滑动速度和对偶材料)对薄膜摩擦磨损行为的影响主要取决于a-CNxH 薄膜与摩擦副之间转移层的构建及物理和化学作用, 如a-CNxH 薄膜磨痕表面的氧化、化学吸附以及解吸附作用等. 该a-CNxH 薄膜在大气中体现出非常优异的减摩抗磨性能, 其作为先进固体润滑材料在高技术领域显示出潜在的应用前景. |
| 学科主题 | 薄膜材料 |
| 公开日期 | 2013-05-24 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/2998]  |
| 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 | 郝俊英. 等离子体增强化学气相沉积法制备非晶氮化碳薄膜及其性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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