【摘 要】
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通过非平衡磁控溅射技术,改变沉积工艺参数,在不锈钢及单晶硅基体上制备未掺杂、钨(W)掺杂以及钒(V)掺杂类金刚石(DLC)薄膜。采用拉曼光谱,纳米压痕法对薄膜结构和力学性能进
【机 构】
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重庆大学材料科学与工程学院; 四川理工学院材料腐蚀与防护四川省重点实验室; 重庆大学化学化工学院; 武汉理工大学燃料电池湖北省重点实验室;
【基金项目】
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国家自然科学基金(51671153,51771037);材料腐蚀与防护四川省重点实验室开放基金资助(2016CL13)
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通过非平衡磁控溅射技术,改变沉积工艺参数,在不锈钢及单晶硅基体上制备未掺杂、钨(W)掺杂以及钒(V)掺杂类金刚石(DLC)薄膜。采用拉曼光谱,纳米压痕法对薄膜结构和力学性能进行表征。在室温、250℃、500℃进行磨损实验,研究其不同温度范围的摩擦磨损性能。研究结果表明:适量掺杂W元素,可显著地提高W-DLC膜力学与摩擦性能,在W靶电流为0.6A条件下,W-DLC膜具有最优的综合性能,纳米硬度和弹性模量分别为11.11GPa和169.25GPa,其中在250℃条件下摩擦系数低至0.044,室温磨损率为1.27×10-7 mm~3/Nm,但W-DLC薄膜难以适应高温;适量掺杂V元素,可以显著提高V-DLC膜的纳米硬度和弹性模量,并能改善高温摩擦性能,在V靶功率为1.2kW条件下,V-DLC薄膜的纳米硬度和弹性模量分别为37.36GPa和379.89GPa,其中在500℃高温摩擦条件下,V-DLC薄膜的摩擦系数最低为0.35。
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