金属热处理

作者：孟杰, 田林海, 刘颖, 周兵, 吴玉程, 于盛旺, 吴艳霞

单位：太原理工大学 新型碳材料研究院, 山西 太原 030024

关键词：Cu/a-C∶H复合薄膜,气体流量比,力学性能,摩擦学性能

基金：国家自然科学基金(51505318,51801133);山西省科技重大专项(20181102013);山西省“1331工程”工程研究中心项目(PT201801)

采用磁控溅射技术结合等离子体气相沉积技术,通过调节CH4与Ar的气体流量比例,获得了不同Cu含量的Cu/a-C∶H复合薄膜。采用XPS、Raman等表征方法分析了不同气体流量比对Cu在复合薄膜中的存在形式及薄膜结构的影响,利用纳米压痕仪测量了复合薄膜的硬度与弹性模量,采用往复式摩擦磨损试验机、白光干涉仪、FESEM等分析了复合薄膜在空气中的摩擦学性能及相关机理。结果表明:随着CH4在混合气体中所占比例增加,复合薄膜中sp2C含量升高,Cu含量降低,Cu晶粒的尺寸变小,复合薄膜的硬度逐渐升高,韧性降低。CH4气体流量比为60%、Cu含量为 6.68at%的复合薄膜具有较高的硬度、良好的韧性以及在空气中最低的摩擦因数(0.091)与磨损率(1.77×10-6 mm3·N-1·m-1),这与复合薄膜中sp2C含量及Cu纳米粒子的尺寸和含量有关。

来源：2021年第2期

《金属热处理》期刊编辑部

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