细长不锈钢管内表面沉积的类金刚石碳膜性能研究.pdf

大连理工大学
硕士学位论文
细长不锈钢管内表面沉积的类金刚石碳膜性能研究
姓名:汪俊
申请学位级别:硕士
专业:等离子体物理
指导教师:温小琼
20090601
摘要以F矗蔽O∈推澹弥绷骰怨獾壤胱犹寤喑粱法,状颗粒形貌;膜中碳的痵比值随着沉积时间的增加而增加;随着气体流量的增大,类金刚石膜哂杏虢鸶帐は嗨频男矶嘤乓煨阅埽绺哂捕取⒏吣湍バ浴低摩擦系数、抗化学腐蚀性等等,因此在金属管内表面沉积类金刚石薄膜有着重要的工业应用前景。如何在大长径比的细长金属管内形成均匀、高密度的等离子体并实现金属管内表面改性是目前的一个技术难题。我们实验室针对内径小于的金属管开发一种利用直流辉光等离子体的金属管内表面改性技术。本研究的目的是利用这一技术研究在内径的恍飧止苣诒砻娉粱鼶薄膜的工艺和薄膜性能,讨论了以甲烷为气源,氩气为稀释气体,在长内径的恍飧止苣诒砻嬷票咐嘟鸶石薄膜。研究了工作气压、沉积时间和通入气体配比对薄膜结构和性能的影响。对所制备的∧げ捎昧死馄、傅立叶红外光谱、扫描电子显微镜⒃恿ο晕⒕手段对样品的结构和形貌进行表征;利用显微硬度测试机和摩擦磨损试验机对∧さ幕岛湍Σ裂匦越辛搜芯浚焕玫缁Р试对∧,但薄膜膜质比较柔软,薄膜与基底的结合较疏松,表面出现了岛先增大后减小;随着壤脑龃蠖跣。辉诔粱奔湮辶髁壤ナ保∧び捕饶艽锏;沉积时间越长,抗腐蚀性越好,气体流量过低和壤叩亩蓟嵊跋霥薄膜对恍飧止苣诒砻娴目够Ц葱阅艿改善,当气体流量,壤ナ保珼薄膜能够较大幅度地改善不锈钢管内表面的抗化学腐蚀性能。关键词:不锈钢管内表面;类金刚石薄膜;直流辉光等离子体;腐蚀性能;硬度;大连理工大学硕士学位论文厚
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学位论文题目:翅叁丕趁匆壁齿焘翅近超,垃匕趔础腿煌嶂坦辍[淘律羡倘大连理工大学学位论文独创性声明逸邀作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。作者签名:日期:
导师签名:攴聊辍辉麓匀学位论文题目:翅起刭虚纽纽赵型巫医臼鹭必趟必鲐趁聋主垒丝:坐辍[淘禄室胰大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名:日期:大连理工大学硕士学位论文
如扣卜一%日切/口如髀类金刚石薄膜的结构和性质杂化电子的混合物,其中碳的矿杂化键形成无序网络框架,踊原子环状聚,膜主要是含键碳的混合物:含氢非晶碳,篐ぃ藄,和恢饣购邢灾康那猓苯环和双苯等结构,可以说是金剧石和石墨结构的中间态。在电子结构上是蛃集成类石墨畴,镶嵌在奈扌蛲缰小T贒薄膜中,还存在有各种狧键和,ぶ饕:瑂矿键碳原子√眂类金剐石是由蛃杂化的碳原子共同组成的,这两种杂化的成分是可以变化的,它的结构形式也是根多的。目前,用各种物理气相沉积、化学气相沉积方法合成的∧ざ嗍欠蔷峁梗谠优帕猩鲜俏扌虻模渲兄饕:狻⑺拿嫣逄肌⒁蚁狢键,其结构如图Ⅲ所示。囡采用的薄膜制各技术和碳原子载体的不同,制各的类会刚石可分为不同的种类:非晶碳四面体非晶碳%渤莆7瞧方鸸惺琣R陨细骼嗟姆蔷寄さ某分、结构性能相差较大,情况较复杂,就其宏观性质而论,有人把硬度超过金月Ⅱ石的%的绝缘无定形碳膜都称为类金刚石膜口】。各类非晶碳膜的共同特点是在空间结构上是长程无序的。大连理工大学硕士学位论文图懈骼郈、疽馔●钳屯’青疆青鬟的’珽
模型,⑷敕ǎ诤撩琢考兜母止内直金属管内表面沉积类金刚石膜的制备方法∧ぞ哂兄疃嘤虢鸶帐嗨频挠乓煨阅埽绺哂捕取⒏叩阅A俊低摩擦系数、耐磨性、在红外波段的透明性、化学惰性和生物相容性等,使它们在诸如真空微电子学、摩擦学、光学、电学、声学、热学、医学材料,直至工业包装、装潢装饰业等领域有巨大的应用潜力删。与金刚石薄膜的制备相比,∧ぞ哂兄票阜椒简单、沉积温度低、沉积面积大、成本低、工艺相对成熟易等优点。如今,∧ぷ为磁记录系统的保护和润滑层,模具的保护涂层,锗光学器件的抗反射膜,人造器官的保