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类金刚石薄膜的真空制备技术及其性能研究

时间:2019-10-05 14:26来源:毕业论文
采用双激发源阴极真空电弧等离子体涂层制备技术,以Ar为工作气体、以纯度为99.99%的石墨和纯度为99.99%的金属钛作为靶材,在硅片基底上制备了类金刚石薄膜和掺钛类金刚石薄膜

摘要本文采用双激发源阴极真空电弧等离子体涂层制备技术,以Ar为工作气体、以纯度为99.99%的石墨和纯度为99.99%的金属钛作为靶材,在硅片基底上制备了类金刚石薄膜和掺钛类金刚石薄膜。通过保持石墨靶脉冲数不变,改变石墨靶脉冲频率(5Hz、10Hz、15Hz、20Hz)研究在不同沉积条件下所制备薄膜的表面结构和性能,寻找最佳的掺钛类金刚石薄膜制备工艺参数。
采用激光拉曼(Raman)技术、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等手段对薄膜的成分、结构和表面形貌进行表征和分析,接着采用接触角测量仪对薄膜的疏水性进行了分析,并测试了薄膜的硬度和摩擦系数。18903
关键字: 薄膜,电弧,脉冲频率,疏水性,硬度,摩擦系数
毕业设计说明书(毕业论文外文摘要
Title  Study on the properties of diamond-like carbon films prepared by vacuum technology
Abstract
In this paper, hydrogen-free diamond-like films and titanium doped diamond-like carbon films are prepared on silicon substrates by double excitation source cathode vacuum arc plasma coating preparation technology, while Ar is used as work gas ,  graphite(its purity is 99.99%) and titanium(its purity is 99.99%) are used as targets. In order to find the best process parameters of preparing Ti doped DLC films, we have studied the surface structure and properties of the films in different conditions. In this process, we keep the pulse number of graphite target unchanged and change the pulse frequencies(frequency changes for 5Hz, 10Hz, 15Hz, 20Hz).
Laser Raman spectroscopy(Raman), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) ,Scanning electron microscope(SEM) and Atomic force microscope(AFM) are used to characterize and analyze the surfaces and structures of the films. The hydrophobicity of films are analyzed by contact angle (CA) measurement. The hardness and friction coefficient of films are also measured .

源`自<六:维*论-文>网/www.lwfree.cn


Keywords  thin film, cathode arc, pulse frequency, hydrophobicity,hardness,friction
          coefficient
目 次
1、绪论    1
1.1 引言    1
1.2 类金刚石薄膜的结构    2
1.3 类金刚石薄膜的性能和应用    3
1.4 类金刚石薄膜的制备方法    5
1.5 类金刚石薄膜存在的问题    8
1.6 DLC薄膜研究展望    9
2、实验部分:掺钛类金刚石薄膜的制备    11
2.1 阴极电弧沉积法原理    11
2.2沉积设备    11
2.3薄膜沉积系统的构造    12
2.4基底材料准备    13
2.5薄膜制备前的前期工作    13
2.6薄膜的制备    14
3、掺钛类金刚石薄膜的测试与分析    15
3.1 拉曼光谱分析    15
3.2 X射线光电子能谱分析    17
3.3扫描电子显微镜分析    19
3.4 原子力显微镜分析    20
3.5 薄膜疏水性分析    22
3.6 不同钛含量的薄膜硬度和摩擦系数分析    23
结论    26
致谢    27
参考文献    28
 1  绪论
1.1  引言
类金刚石膜(diamond like carbon)简称DLC,主要由金刚石结构的sp3碳原子和石墨结构的sp2碳原子相互混杂的三维网络构成,通常为非晶态或者是非晶-纳米晶复合结构。类金刚石碳基薄膜硬度高、摩擦系数低、耐磨损、耐腐蚀性、抗粘结和化学稳定性好,在力学、摩擦学、生物学、电学、光学、热学和声学等方面展示出优良性能,可广泛应用于装备机械、电子、光学、生物医学、航空航天、装饰外观保护等领域[1]。 类金刚石薄膜的真空制备技术及其性能研究:http://www.lwfree.cn/cailiao/20191005/40206.html
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