Si/a-C：H多层薄膜的可控制备及摩擦学性能硏究

发布时间：2020-12-05 17:02

　　非晶碳氢（amorphous hydrogenated carbon,简称a-C:H）薄膜因其具有高的硬度、低的摩擦系数、良好的化学惰性等优异的性能,被认为是最有潜质的减摩抗磨润滑材料之一。但目前在使用过程中存在着内应力高、膜基结合力差、摩擦学性能不稳定等问题。本论文通过射频磁控溅射技术制备了不同类型的a-C:H多层薄膜,并通过在a-C:H亚层加入软金属纳米粒子来改善多层薄膜的力学性能,考察了不同调制周期对薄膜微观结构、表面形貌、力学性能以及摩擦学性能的影响,并研究了薄膜组成—结构—力学性能—摩擦学性能之间的关系。主要成果如下:（1）通过射频磁控溅射沉积技术成功制备了不同调制周期的Si/a-C:H多层薄膜,膜基及层间界面结合良好,层间界面处形成了SiC;薄膜的硬度随着调制周期的减小先增大后减小。具体如下:在调制周期为456 nm时,其硬度最高,这主要归因于薄膜碳网络的整体性;随着调制周期的减小,碳网络的整体性被破坏,然而,进一步减小调制周期（171 nm）,SiC硬质相随着层间界面的增多而增多,薄膜的硬度升高。（2）Si/a-C:H多层膜在不同环境（空气,酸雨模拟液,NaCl溶液）中的... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 a-C:H薄膜的结构、性能及应用
    1.2 a-C:H薄膜的制备
    1.3 研究现状（存在问题,发展趋势）
    1.4 多层薄膜
        1.4.1 同质多层非晶碳氢薄膜
        1.4.2 异质多层非晶碳氢薄膜
            1.4.2.1 金属非晶碳氢多层膜
            1.4.2.2 金属化合物非晶碳氢多层膜
            1.4.2.3 非金属非晶碳氢多层膜
        1.4.3 其它
    1.5 本课题选题依据
    1.6 本课题研究内容
第二章 a-C:H多层薄膜的制备及其表征
    2.1 实验制备材料及薄膜制备装置
    2.2 薄膜的制备
    2.3 结构表征
    2.4 性能测试
第三章 Si/a-C:H多层薄膜的制备及其力学性能、摩擦学性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料及薄膜的制备装置
        3.2.2 薄膜的具体制备参数及表征
    3.3 结果及讨论
        3.3.1 薄膜结构及其形貌分析
            3.3.1.1 薄膜FESEM分析
            3.3.1.2 薄膜XPS分析
            3.3.1.3 薄膜Raman分析
            3.3.1.4 薄膜FTIR分析
            3.3.1.5 薄膜XRD分析
            3.3.1.6 薄膜AFM分析
        3.3.2 薄膜力学性能分析
        3.3.3 薄膜摩擦磨损性能分析
    3.4 小结
第四章 Si/Ag-C:H多层膜的制备及其力学性能、摩擦学性能的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料及薄膜的制备装置
        4.2.2 薄膜的制备及其表征
    4.3 结果及讨论
        4.3.1 薄膜结构及其形貌分析
            4.3.1.1 薄膜FESEM分析
            4.3.1.2 薄膜XPS分析
            4.3.1.3 薄膜Raman分析
            4.3.1.4 薄膜FTIR分析
            4.3.1.5 薄膜XRD分析
            4.3.1.6 薄膜AFM分析
        4.3.2 薄膜力学性能分析
        4.3.3 薄膜摩擦磨损性能分析
    4.4 小结
第五章 Si/Cu-C:H多层膜的制备、力学性能及其摩擦学性能的研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验制备材料及薄膜的制备装置
        5.2.2 薄膜的制备及其表征
    5.3 结果及讨论
        5.3.1 薄膜结构及其形貌分析
            5.3.1.1 薄膜FESEM分析
            5.3.1.2 薄膜XPS分析
            5.3.1.3 薄膜Raman分析
            5.3.1.4 薄膜AFM分析
        5.3.2 薄膜力学性能分析
        5.3.3 薄膜摩擦磨损性能分析
    5.4 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2899788