作者单位
摘要
浙江工业大学机械工程学院, 浙江 杭州 310014
采用直流辉光放电辅助脉冲激光沉积(PLD)法,以不同的激光通量在单晶硅基底上沉积CNx薄膜。利用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱、X射线衍射(XRD)谱、X射线光电子谱(XPS)、纳米压入仪和球盘式微型摩擦磨损试验仪对薄膜的成分、微观结构、表面形貌、力学及摩擦学性能进行了系统分析。结果表明:所有薄膜处于非晶状态。当激光通量从5.1 J/cm2提升至7.5 J/cm2时,薄膜的含氮原子数分数由27.7%上升至34.1%;膜中sp3C—N键和sp2C—N键的面积百分数上升,sp3C—C键的面积百分数降低, C原子sp3杂化程度增加,薄膜的石墨化程度下降;薄膜的硬度由3.7 GPa增加至5.3 GPa,磨损率从3.8×10-13 m3/(N·m)下降至7.9×10-14 m3/(N·m),摩擦系数从0.13上升至0.18。
薄膜 氮化碳 脉冲激光沉积 X射线光电子谱 摩擦与磨损 
中国激光
2013, 40(11): 1107002
作者单位
摘要
1 浙江工业大学机械工程学院, 浙江 杭州 310014
2 常州大学材料科学与工程学院, 江苏 常州 213164
采用脉冲激光沉积法(PLD)在不同激光通量下烧蚀CNx靶,在单晶硅基底上沉积CNx薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线光电子谱仪(XPS)等对薄膜的形貌、化学成分和微观结构进行了表征。采用球盘式磨损试验机在大气(相对湿度48%~54%)环境下测试了薄膜的摩擦学特性。结果表明,递进式PLD技术可显著提高CNx薄膜的含氮量。当激光通量从5.0 J/cm2提高至10.0 J/cm2时,薄膜含氮原子数分数由23.8%上升至29.9%,膜中N-sp2C键的含量上升,N-sp3C键和sp3C-C键的含量下降,薄膜的磨损率从2.1×10-15 m3/(N·m)上升至9.0×10-15 m3/(N·m)。摩擦系数为0.15~0.23,激光通量5.0 J/cm2沉积的薄膜有最佳摩擦学性能。
薄膜 氮化碳 脉冲激光沉积 摩擦与磨损 X射线光电子谱 
中国激光
2012, 39(6): 0607001

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