论文研究 - 溅射-PBII混合系统合成的DLC / Si-N复合膜的沉积和热稳定性

类金刚石碳（DLC）是一种亚稳态无定形材料，具有独特的性能。 然而，由于诸如高温下的摩擦学特性和有限的热稳定性之类的因素，关于该材料的使用存在许多限制。 在这项研究中，研究了DLC /硅氮（DLC / Si-N）复合膜的热稳定性和摩擦学性能，并将其与纯DLC膜的热稳定性和摩擦学性能进行了比较。 所有的薄膜都是使用我们新开发的射频（RF）磁控溅射和基于等离子体的离子注入（PBII）（所谓的溅射-PBII混合系统）合成的。 将高纯度氮化硅（99.9％）盘用作目标，向基板施加500至700 W范围内的RF功率和5 kV的负脉冲偏置电压。 将Ar-CH 4混合物用作反应气体。 CH4分压在0至0.15 Pa之间变化，而总气压和总气流分别固定为0.30 Pa和30 sccm。 使用拉曼光谱对所得膜的结构进行表征，同时使用热重差热分析（​​TG-DTA）评估热稳定性，并通过圆盘摩擦试验获得摩擦系数。 结果表明，由于在碳主火焰网络中存在热稳定的原子级Si-N化合物，因此与纯DLC相比，在这项工作中生产的DLC / Si-N复合膜具有更高的热稳定性。 含有约11at。％Si和18.5at。％N的DLC