| 题名 | 钛硅共掺杂类金刚石碳膜的设计、制备及其超低摩擦性能研究 |
| 作者 | 姜金龙 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011-05-24 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 刘维民 |
| 关键词 | 类金刚石碳膜 钛硅共掺杂 协同作用 微结构 超低摩擦 Diamond-like carbon film TiSi co-doping Synergistic effects Microstructures Superlow friction |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 利用中频磁控溅射技术制备了钛硅共掺杂的类金刚石碳膜（DLC），考察了工艺参数对薄膜组成、微结构和性能的影响，探讨了薄膜微结构与力学性能、摩擦学和表面特性之间的关系。研究了共掺杂DLC薄膜在大气环境下的超低摩擦行为并对其机理进行了分析。主要研究结果如下： 1. 研究了甲烷流量、偏压和温度等工艺参数对薄膜微结构的影响。结果表明，薄膜微结构(sp3/sp2)受离子能量、离子密度及掺杂元素影响。利用钛和硅共掺杂协同作用可以对DLC微结构进行调控。 2. 研究了甲烷流量、偏压和温度等工艺参数对薄膜性能的影响。结果表明，甲烷流量为40 sccm，偏压为-100 V时沉积的薄膜在湿度为40% RH大气环境下表现出超低摩擦力。 3. 研究了测试条件对薄膜摩擦学性能的影响。结果表明，随滑动速度和载荷增加，摩擦系数从0.055减小到0.01的超低值。基于气体分子吸附和解吸解释了摩擦系数对滑动速度的依赖性，利用Hertz 接触理论解释了摩擦系数对载荷的依赖性。 4. 与钛/硅单一元素掺杂DLC相比，钛硅共掺杂DLC具有优异的摩擦学性能。薄膜超低摩擦性能是多种内在和外在因素（例如，氢化作用、摩擦化学反应、摩擦诱导石墨化和转移层中的类聚合物）共同作用的结果。 |
| 学科主题 | 薄膜材料 |
| 公开日期 | 2012-11-07 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/1703]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 姜金龙. 钛硅共掺杂类金刚石碳膜的设计、制备及其超低摩擦性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2011. |
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