本文關(guān)鍵詞：石墨陰極弧源復(fù)合磁場設(shè)計(jì)及ta-C薄膜沉積

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【摘要】：ta-C薄膜是含sp~3鍵非常高的一種非晶四面體碳基薄膜,因其具有硬度高,摩擦系數(shù)小,抗磨性能優(yōu)異等優(yōu)良特性,被廣泛應(yīng)用于汽車、電子、生物等領(lǐng)域,具有廣泛的市場應(yīng)用前景。工業(yè)應(yīng)用的ta-C薄膜主要采用石墨靶多弧離子鍍沉積。但是石墨作為陰極靶材時(shí),具有致密度低、離化能高、負(fù)的溫度系數(shù)等特點(diǎn),導(dǎo)致石墨陰極靶燃燒不穩(wěn)定,嚴(yán)重影響了ta-C薄膜的質(zhì)量。針對這個(gè)問題,本文在石墨靶表面產(chǎn)生一定的磁場位形,使石墨陰極靶燃燒穩(wěn)定,并在石墨靶保持穩(wěn)定燃燒的情況下,研究了線圈電流、輔助陽極電流、Ar流量、偏壓和弧流對石墨靶放電特性的影響。同時(shí),本文研究了在不同基體負(fù)偏壓和不同Ar流量下,ta-C薄膜的組織結(jié)構(gòu)和摩擦、腐蝕、結(jié)合力等性能。Ansys磁場模擬表明,當(dāng)勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁極與永磁鐵產(chǎn)生的磁極相反,且在靶面形成合適的磁場位型時(shí),可限制石墨陰極斑點(diǎn)在一定的區(qū)域做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使石墨陰極靶燃燒穩(wěn)定。屏蔽罩的添加可提高石墨陰極靶材的利用率。石墨陰極靶隨著燒蝕時(shí)間的增加,石墨陰極斑點(diǎn)逐漸靠近靶材的邊緣,在靶材邊緣形成環(huán)形凹坑,導(dǎo)致石墨陰極燃燒不穩(wěn)定。工藝參數(shù)對石墨陰極靶的放電特性影響很大。線圈電流、輔助陽極電流、靶材電流以及偏壓的增加都能提高基體的峰值電流。而隨著Ar流量的增加,基體的峰值電流不斷下降。采用光譜儀對石墨靶前等離子體特性進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁線圈電流的增加可以提高真空室中的激發(fā)態(tài)Ar、Ar~+和C~+密度�；w負(fù)偏壓對ta-C薄膜的組織結(jié)構(gòu)和性能影響較大。當(dāng)偏壓為-100V時(shí),拉曼光譜表征此偏壓下sp~3鍵的含量最高。此時(shí)腐蝕電位最高,為-0.472V,同時(shí)薄膜的耐腐蝕性能也最好,。而隨著Ar流量的增加,薄膜中的sp~3鍵含量越來越小,同時(shí)薄膜的摩擦系數(shù)逐漸升高。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4

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1 張招;石墨陰極弧源復(fù)合磁場設(shè)計(jì)及ta-C薄膜沉積[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：1136690