含氢四面体非晶碳膜的制备与结构及力学性能（英文）

作者：许世鹏 占发琦 郑月红 陈维铅 喇培清

单位：1.有色金属先进加工与再利用国家重点实验室 兰州理工大学2.甘肃省太阳能发电系统工程重点实验室 酒泉职业技术学院

关键词：含氢四面体非晶碳膜  力学性能  等离子增强化学气相沉积  微观结构

分类号：

出版年,卷(期):页码：2022,50(10):2651-2656

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20220173

摘要：

采用化学气相沉积法制备具有优异力学性能的含氢四面体非晶碳膜有望满足工业应用的要求。通过自主设计的等离子体增强化学气相沉积实验系统制备含氢四面体非晶碳膜，并对其微观结构与力学性能进行研究。随着偏压从–200 V增加到–500 V，薄膜硬度和弹性模量先增加后减少，最大达到34.0 GPa和282.0 GPa。压应力随着偏压的变化表现出相同的变化趋势。与传统等离子体增强化学气相沉积方法相比，自主设计的等离子体增强化学气相沉积系统制备的碳膜硬度和弹性模量明显提升，碳膜sp~3含量(摩尔分数)超过62.3%，制备出的碳膜具有典型的含氢四面体非晶碳膜特征，而非含氢碳膜，主要是由于水冷射频双螺旋电极与平板电极结合增强了粒子的轰击和离化率，提高了薄膜sp~3含量。这为在工业中应用制备高硬度和弹性模量的含氢四面体非晶碳膜提供了可能。

基金项目：

甘肃省科技计划项目(18YF1WA069)； 甘肃省高等学校创新能力提升项目(2020A-030,2020A-286,2022B-475)；

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参考文献：

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