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PVD涂层技术制备类金刚石薄膜及性能研究综述

2016-08-30吴雁李艳峰张而耕赵杰

表面技术 2016年8期

吴雁,李艳峰,张而耕,赵杰

(上海应用技术学院,上海 201418)

1650年,R.Boye、R.Hooke和 I.Newton发现如果物体表面上有一层液体薄膜,就会产生彩色的花纹。后来,就不断地出现了各种制备薄膜的方法和技术。1852年W.Grove发现了辉光放电溅射沉积薄膜的方法;19世纪末,T.A.Edison用通电导线使材料蒸发,采用物理方法制备薄膜。这些研究人员对薄膜制备做出了巨大贡献,但是早期技术比较落后,得到的薄膜耐用性较差,很大程度上限制了薄膜的发展。随着科技的进步和发展,制备薄膜的真空系统和检测系统有了很大的提高,薄膜的重复性也得到了很大的改善,从此大大加速了薄膜的发展应用。自20世纪70年代以来,薄膜技术水平突飞猛进,在学术研究以及实际生产应用中都取得了很大的成果。

类金刚石薄膜在生产制备过程中会产生较大的内应力,因而与基体的结合力较差,厚度受到限制,这在很大程度上影响了薄膜的摩擦学性能。为进一步提高DLC薄膜的各项性能,各国学者对其进行了广泛、深入的研究,通过采用掺杂元素、多层薄膜技术、梯度薄膜技术及纳米复合技术等方法,改善DLC薄膜的耐磨性、厚度等综合性能。其中掺杂其他元素可以有效缓解薄膜的内应力,并对薄膜的力学、摩擦磨损及物理化学等性能也有一定的改善作用。在DLC薄膜中掺杂其他元素对其摩擦学性能有很大的影响,通过大量的研究发现,在薄膜中掺入铬元素对提高膜基结合强度有重要意义,很多学者研究了掺铬DLC薄膜的结构、力学性能、电学性能以及单一条件下的摩擦学性能等。……

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