采用直流等离子体增强化学气相沉积(DC-PECVD)技术,在不同温度下于YG8硬质合金基体上沉积了类金刚石(DLC)涂层,探讨了沉积温度对DLC涂层结构、表面形貌、厚度、显微硬度、耐磨损性能以及界面结合性能的影响。结果表明:随着沉积温度的升高,DLC涂层中sp3键的比例呈先增大后减小的趋势,并在160 ℃达到最大,为69%;沉积温度过高将导致DLC涂层出现石墨化;DLC涂层的厚度、显微硬度、耐磨损性能、界面结合力均随沉积温度的升高呈先增大后减小的趋势,当沉积温度为160 ℃时,涂层表面平整光滑、致密,此时涂层的厚度、显微硬度和界面结合力均达到最大,分别为3.2 μm、2 395 HV和63 N;DLC涂层的显微硬度、抗磨损能力、厚度和界面结合强度随沉积温度的变化规律与sp3键含量密切相关。

所属栏目

试验研究

收稿日期

2013/7/112014/5/14

作者单位

纪锡旺:华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237北京航空材料研究院,北京100095
郝俊文:华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237
许振华:北京航空材料研究院,北京100095
何利民:北京航空材料研究院,北京100095
何志宏:第二炮兵驻红阳机械厂军代表室,孝感432100
甄洪滨:赛屋涂层技术有限公司,天津300308

备注

纪锡旺(1989-),男,山东日照人,硕士研究生。

引用该论文:

JI Xi-wang,HAO Jun-wen,XU Zhen-hua,HE Li-min,HE Zhi-hong,ZHEN Hong-bin.Effects of Deposition Temperature on Surface Morphology and Performance of Diamond-like-Carbon Coatings[J].Materials for mechancial engineering,2014,38(11):40～45
纪锡旺,郝俊文,许振华,何利民,何志宏,甄洪滨.沉积温度对类金刚石涂层表面形貌和性能的影响[J].机械工程材料,2014,38(11):40～45

被引情况:

【1】

黄雷,袁军堂,汪振华,于斌斌, "基体温度对线性离子束技术制备α-C∶H薄膜结构和性能的影响",机械工程材料 39, 31-34(2015)
参考文献

【1】

任金伟,李红,邓涛略,等.类金刚石表面改性C/C复合材料的摩擦磨损性能［J］.机械工程材料,2012,36(12):40-44.

【2】

JOE M, MOON M, LEE K, et al. Atomistic simulations of diamond-like carbon growth［J］.Thin Solid Films,2012,521:239-244.

【3】

MCLAUGHLIN J, BYRNE J, AHMED M. Evaluation of glycine adsorption on diamond like carbon (DLC) and fluorinated DLC deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition (P-ECVD)［J］. Surface & Coatings Technology,2012,209:8-14.

【4】

FUT, ZHOU Z F, ZHOU Y M, et al. Mechanical properties of DLC coating sputter deposited on surface nanocrystallized 304 stainless steel［J］. Surface & Coatings Technology,2012,207:555-564.

【5】

赵之明. 磁控溅射制备类金刚石(DLC)薄膜及其结构和性能研究［D］.合肥:合肥工业大学,2007.

【6】

MAYO R M, NEWMAN J W, YAMAGATA Y, et al. Humidity sensitivity of La3+ doped BaTiO3 semiconductor thin-film deposited by pulsed excimer laser ablation［J］.Journal of Materials Science Letters,1998,12(2):63-65.

【7】

KESZLER A M, NEMES L.Time averaged emission spectra of Nd: YAG laser induced carbon plasmas［J］.Journal of Molecular Structure, 2004,695:211-218.

【8】

AKE C S, SOBRAL H, STERLINE E.Time of flight of dual-laser ablation carbon plasmas by optical emission spectroscopy［J］.Applied Physics A:Materials Science & Processing,2004,79:1345-1347.

【9】

MORDKOVICH V Z, MAEZAWA T, TAKEUCHI Y. Formation of various carbon nanoclusters from laser-produced carbon plasma［J］.Fullerens Nanotubes and Carbon Nanostructures,2004,12:11-16.

【10】

赵海龙,刘正堂,田浩,等. 射频磁控溅射法制备类金刚石薄膜的研究［J］.机械科学与技术,2007,26(10):1277-1280.

【11】

李刚,蔡长龙,杭凌侠,等. 脉冲真空电弧离子源工艺参数对薄膜厚度分布的影响［J］.真空科学与技术,2002,22(增1):67-70.

【12】

CHO H, KIM S, KIH. Pulsed laser deposition of functionally gradient diamond-likecarbon (DLC) films using a 355 nm picosecond laser［J］. Acta Materialia,2012,60:6237-6246.

【13】

IAKOUBOVSKI K,ADRIAENSSENS G J. Luminescence excitation spectra in diamond［J］.Physical Review:B,2000,61:10174-10182.

【14】

常海波,徐洮,张治军.直流负偏压对类金刚石薄膜结构的影响［J］.化学研究,2005,16(1):35-38.

【15】

冷永祥,孙永春,孙鸿.沉积温度对脉冲真空弧源沉积类金刚石薄膜性能的影响［J］.机械工程学报,2004,40(7):20-23.

【16】

李刘合,张海泉,崔旭明,等. X射线光电子能谱辅助Raman光谱分析类金刚石碳膜的结构细节［J］.物理学报,2001,50(8):1549-1554.

【17】

陈达. PLD制备类金刚石薄膜及其发光特性研究［D］.曲阜:曲阜师范大学,2006.

【18】

宋贵宏,杜昊,贺春林.硬质与超硬涂层［M］.北京:国防工业出版社,2007:42-57.

【19】

牛仕超. 掺Cr类金刚石及其梯度过渡层的制备与性能研究［D］.长沙:中南大学,2007.

【20】

HEULE S, ATCHISON F, DAUM M, et al. Diamond-like carbon coated ultracold neutron guides［J］.Applied Surface Science 2007,253:8245-8249.

【21】

赵海龙. 射频磁控溅射法制备类金刚石薄膜的研究［D］.西安:西北工业大学,2007.