类金刚石膜基界面调控及机械性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yulie2
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
类金刚石(Dimond-like carbon,DLC)薄膜凭借其摩擦系数低、硬度高、耐磨性好、化学稳定性强等优异的综合性能得到世界范围内科研工作者及企业的关注,但是由于制备方法的限制及自身微观结构的影响,导致其内应力极高,造成膜基结合强度低影响其自身机械性能。本文采用工业H1300 mm×Φ1700 mm型炉体,运用PACVD(Plasma-assisted chemical vapor deposition)方式制备类金刚石薄膜,这种配置方式成本低工艺简单,同时为改善类金刚石薄膜的结合强度,在膜基间添加Cr C过渡层,研究Cr C过渡层的制备参数及多层结构对DLC薄膜整体机械性能的影响。为进一步改善DLC的膜基结合强度提高薄膜性能,采用PACVD复合PVD工艺制备WC过渡层,通过与传统制备方式的对比,研究新型制备方式制备的WC过渡层对DLC薄膜组织形貌及机械性能影响。主要研究内容如下:采用非平衡磁控溅射的方式制备Cr C过渡层。结果发现,当乙炔进气量为55sccm时,Cr C薄膜的碳铬原子比达到1:1,薄膜的硬度达到最高,同时DLC薄膜的整体韧性及耐磨擦性能也达到最优;当Cr C薄膜厚度为0.815μm时,DLC薄膜同时具备高的承载力及优异的界面结合强度;当Cr C过渡层制备偏压达到100 V时,Cr C过渡层DLC薄膜具有优异的综合力学性能。通过周期性得控制乙炔气体的流量,制备(Cr/Cr C)x多层结构薄膜。多层结构细化过渡层晶粒,提高表层与DLC结合层的强度,当调制周期为175 nm时,薄膜硬度达到13.678 GPa,相对于单一Cr C过渡层DLC薄膜,(Cr/Cr C)x多层结构过渡层DLC薄膜在承载能力及耐磨性上有大幅提升。选用中毒点较高的WC靶材,采用PACVD复合PVD工艺制备WC过渡层,相比于传统方法,过渡层致密硬度高,达到17.721 GPa,韧性提高,且成功实现界面层处深度的结构过渡,界面处过渡平滑无间隙,WC过渡层DLC薄膜的整体结合强度增加,即使在高压应力及切应力的摩擦环境下,薄膜也保持了极高的稳定性。本论文选用大型工业设备,利用PACVD方法制备类金刚石薄膜,同时添加过渡层提高DLC膜基结合强度,研究Cr C过渡层的制备参数及多层结构对DLC薄膜整体机械性能的影响,并提出新型的WC过渡层制备方式,为获得低成本、适宜大规模生产且综合性能优异的类金刚石薄膜提供了新的思路。
其他文献
随着电子与通讯业的不断发展,器件的集成度越来越高,热光效应器件中的薄膜加热器尺寸已经达到纳米级别。在高电流密度的条件下,加热器热效应显著,关键参数的微小变化都会严重
随着信息技术高速发展,信息系统在民航、医疗、教育、工业控制、金融等行业应用广泛且占据重要地位,而其面临的安全隐患日益增多。为及时发现信息系统潜在威胁,提高系统应急
桥梁在建设与使用过程中消耗了大量的资源与能源,实施桥梁工程的可持续发展是未来桥梁的必然选择。可持续发展需要合理的可持续评价体系作为依托,从技术、经济与环境三个维度
近年来在钢铁冶炼、电子和其他制造业生产过程中,往往伴随着余热余湿及各种污染气体的发生,这使得操作人员处于恶劣的工作环境中,降低了工人的劳动生产率,严重地伤害到工人的
针对广域信息管理系统(System Wide Information Management,SWIM)共享数据类型多样,命名方式不统一的问题,研究了SWIM数据命名和查找的整体方案。本文工作包括两个内容:第一
板形和板厚是带钢质量的重要衡量标准。然而,在板形板厚综合系统中,板形控制会影响到板厚控制效果,而板厚控制也会影响到板形。板形板厚系统是有强耦合性的非线性系统,因此,
深度学习作为机器学习重要的一个分支,随着社会数字化为其提供了海量数据而得到了迅猛发展。深度学习在图像处理领域有着广泛的应用,利用深度学习理论可以在图像融合中的不同
高速铁路运行速度快、运量大,长期运行的铁路车辆在轮轨相互作用下产生车轮磨耗,其中某些车轮产生有明显谐波阶次的多边形磨耗,车轮多边形化直接改变轮轨接触关系,对整个车辆
针对复杂工业电磁环境下,工业机器人系统抗电磁干扰问题,本文以伺服驱动器与机柜为研究对象,分别对其进行了电快速瞬变脉冲群(Electrical Fast Transient/Burst,EFT/B)测试及
并联机构具有承载能力强、重量轻、刚度大等特性,广泛应用于对接机构、矢量推进、机床、天文、模拟器等方面。但是并联机构的综合、运动学、动力学和控制等问题都比较复杂。