基體溫度對線性離子束技術制備α-C∶H薄膜結構和性能的影響

黃 雷，袁軍堂，汪振華，于斌斌

（南京理工大學機械工程學院，南京210094）

0 引 言

類金剛石薄膜是一種非晶薄膜，具有高硬度、高熱導率、高紅外透過性、低摩擦因數、良好的耐磨性和化學惰性等諸多優異性能，已被廣泛應用于切削工具、光學保護膜、人工關節和汽車發動機等方面［1-2］。其制備方法有等離子體物理氣相沉積（PVD）和等離子體化學氣相沉積（CVD）等多種。線性離子束（也叫做陽極層離子束）是一種PVD技術，具有無熱絲、高離化率、高離化能、長時間內等離子體運行穩定、利于大面積均勻生長及不受先驅氣體限制等優點，被認為是實現類金剛石薄膜制備低成本、可實現產業化的最理想技術之一［3］。

氫化類金剛石薄膜（α-C∶H）作為一種防護涂層，其熱穩定性通常較差，在加熱過程中，薄膜的結構會發生不可逆變化（有序化），即從類金剛石結構逐漸轉變為類石墨結構，從而導致其力學性能變差。目前，用線性離子束鍍膜技術制備α-C∶H薄膜時討論基體溫度對其結構和性能影響的研究還不多［4-5］。代偉等［6］和于斌斌等［7］分別研究了基體負偏壓和基體材料對薄膜結構和性能的影響。因此，研究基體溫度對線性離子束技術制備α-C∶H薄膜膜層結構及性能的影響，對選擇不同的薄膜沉積工藝，適應實際應用需求有重要意義。

為此，作者利用線性離子束鍍膜技術在YG6型硬質合金上沉積α-C∶H薄膜，研究了基體溫度對α-C∶H薄膜結構及性能的影響。

1 試樣制備與試驗方法

1.1 試樣制備

基體材料選用YG6型硬質合金，切割成尺寸為2mm×10mm×5mm的試樣。……