類金剛石碳基(diamond-like carbon films,簡稱DLC)薄膜是一類同時含有金剛石結構(sp³雜化鍵)和石墨結構(sp²雜化鍵)的非晶亞穩(wěn)態(tài)物質。類金剛石薄膜具有高彈性模量、高硬度、良好的熱導性、卓越的摩擦學特性及較高的化學惰性等性質,在機械、電子、光學、航空航天等領域具有廣闊的應用前景。相較于金剛石薄膜,制備DLC薄膜時所需的設備更簡單、操作條件更溫和。因此,開展關于DLC薄膜的基礎研究工作有著十分重要的意義。本文采用液相電化學法制備了DLC薄膜,研究了電極距離、電解液濃度、不同摻氮量對薄膜表面形貌、結構和性質的影響,實驗的主要內容和結論如下:(1)在140 V的電壓下通過電解二甲亞砜制備得到了DLC薄膜。拉曼光譜分析表明薄膜具有典型的類金剛石結構,且隨著電極距的增加,薄膜中sp²雜化碳及無序結構的比例也在逐漸增加。掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡的結果顯示薄膜由均勻的納米顆粒組成,且電極距的增加增大了薄膜的表面粗糙度。在對相應的薄膜電極進行電化學性質測試時發(fā)現(xiàn):(1)薄膜電極的電勢窗口較寬,在0.5 ...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1碳原子的成鍵類型Fig.1.1Thebondingtypesofcarbonatoms

在世界范圍內掀起了DLC薄膜的研究非晶態(tài)物質，DLC薄膜其結構中既含有金構（sp2雜化鍵）。由于薄膜中sp3鍵與sp2化，因此薄膜的性質在一定范圍內可調[10]。往往不需要復雜的設備，且反應條件相對溫方面DLC薄膜能夠替代金剛石薄膜，因此有著十分重要的意義。膜概述分....

圖1.2DLC薄膜結構的網(wǎng)絡模型（a）含氫DLC薄膜，（b）無氫DLC薄膜Fig.1.2Thenetworkmodelsofthestructureofdiamond-likecarbonfilms(a)a-C:H;(b)a-C

地理解DLC薄膜的性質與其結構之間的關系，研究人員提的結構理論及模型。Beeman等人[14]最早提出了DLC薄膜有不同sp3和sp2雜化碳原子含量的DLC薄膜結構模型，3雜化的非晶Ge模型，并由此得出薄膜中的sp2含量不可能超真實的DLC薄膜內部需要很多懸....

圖1.3a-C:N電極的溶出伏安曲線

圖1.3a-C:N電極的溶出伏安曲線Fig.1.3Strippingvoltammogramsobtainedata-C:Nfilmelectro能及應用光學透明度好，具有較高的紅外透射性和光學折射率優(yōu)選材料。DLC薄膜的耐蝕性好、機械強度高，常被制成的紅外....

圖1.4有機液體電沉積金剛石材料的實驗裝置

圖1.4有機液體電沉積金剛石材料的實驗裝ig.1.4Schematicdiagramofelectrodepositionsy電子、航空、機械、汽車、光學、醫(yī)學然而目前仍有幾個關鍵問題制約著DLC低、與基底的結合力差、熱穩(wěn)性差等[47-膜結構和性能的過程中，人們逐....

本文編號：3930347