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非平衡磁控溅射掺Ti类金刚石薄膜的结构分析

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聂朝胤[1,2] 张碧云[1] 谢红梅[1]

[1]西南大学材料科学与工程学院,重庆400715 [2]日本等离子工学研究所,大阪573—0128,日本

《金属学报》

2007年第43卷第11期

摘　　要:

采用非平衡磁控溅射沉积技术在SCM415渗碳淬火钢基片上沉积了无氢Ti掺杂类金刚石（Ti—DLC）薄膜和无氢高纯类金刚石（DLC）薄膜，通过调节Ti靶的溅射功率使获得的Ti—DLC薄膜Ti含量（原子分数）为1．9％-34％．利用RaInan分光光谱仪、XPS，XRD、显微硬度计及纳米划痕仪分析研究了Ti—DLC的组织结构、显微硬度及薄膜附着力．结果表明，利用非平衡磁控溅射得到的Ti—DLC薄膜，在Ti含量小于25％时，Ti—DLC薄膜仍具有类金刚石薄膜的sp2，sp3结构，但Ti的掺杂促进了sp^3键向sp^2键的转变．掺杂的Ti以Tic纳米晶的形式存在于非晶态的DLC中．掺杂Ti后薄膜的硬度明显降低，而薄膜附着力明显改善；但是当Ti含量超过3％后，薄膜附着力无明显变化，硬度逐渐回升． (共4页)