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摘要本文采用双激发源阴极真空电弧等离子体涂层制备技术，以Ar为清洗气体、以纯度为99.99%的石墨和纯度为99.99%的金属铬为靶材，以脉冲频率为变量（5Hz、10Hz、15Hz、20Hz），在硅片、石英玻璃、不锈钢、载玻片等基片上沉积的铬掺杂DLC膜并进行比较，确定制备铬掺杂DLC的最佳工艺条件。33107
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采用拉曼光谱仪（Raman）、X射线光电子能谱仪（XPS）和原子力显微镜（AFM）等手段对薄膜的成分、结构和表面形貌进行表征和分析，采用台阶仪、接触角测量仪、摩擦磨损测量仪和压痕仪对薄膜的厚度、疏水性、摩擦系数和硬度进行测试。
关键字 DLC薄膜 电弧蒸发法 脉冲频率 疏水性
毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要
Title DC magnetic separation and pulse composite cathode plasma arc preparation of DLC matrix composite multilayer composite depositing technology
Abstract
In this paper, hydrogen-free Diamond-like films and Cr doped diamond-like carbon films are prepared on silicon substrates by double excitation source cathode vacuum arc plasma coating preparation technology, while Ar is used as clean gas ,graphite(its purity is 99.99%) and chromium(its purity is 99.99%) are used as targets. Based on pulse frequency variable（5Hz，10Hz、15Hz and 20Hz），Cr doped diamond-like carbon films are deposited on substrates that includes silicon、quartz glass、stainless steel and glass slide and these substrates will be compared to find the best condition about the deposition.
Laser Raman spectroscopy(Raman) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) are used to characterize and analyze the surfaces and structures of the films. The hydrophobicity of films and the hardness are analyzed by contact angle (CA) measurement and indentation apparatus. The coefficient of friction and the thickness are also measured by friction and wear measurement and step profile.
Keywords DLC thin film arc evaporation method pulse frequency hydrophobicity
目录
1 绪论 8
1.1 类金刚石薄膜的结构 8
1.2 DLC薄膜的分类 8
1.3 类金刚石薄膜的应用 8
1.3.1 力学性能和应用 9
1.3.2 电学性能和应用 9
1.3.3 光学性能和应用 9
1.3.5 化学性能和生物学应用 10
1.3.5 其他特性及其应用 10
1.4 常见DLC薄膜制备方法的特点 11
1.5 类金刚石薄膜的缺陷 11
2 实验部分 13
2.1 薄膜制备 13
2.2 结构表征与性能测试 14
2.2.1 Raman表征 14
2.2.2 XPS表征 14
2.2.3 AFM表征 14
2.2.4 厚度测量 15
2.2.5 摩擦性能测试 15
2.2.6 接触角的测量 15
2.2.7 硬度测量 15
2.3 实验结果及讨论 15
结 论 23
致 谢 24
参考文献 25
1 绪论
类金刚石（Diamond like carbon, DLC）薄膜，主要由sp3碳原子和sp2碳原子相互连接而构成的三文网络构成，一般为非晶态结构或非晶－纳米晶复合结构。根据薄膜中是否含有氢元素，可分为含氢碳膜（a-C:H）和不含氢碳膜（a-C）。
类金刚石薄膜与金刚石类似，有着高硬度、耐磨性等众多的优点，而且制备条件相对温和，因而较容易投入大规模生产，有着更为广阔的应用领域。目前，DLC薄膜已在机械、电子、航空航天等诸多领域得到了广泛的应用[1]。由于类金刚石薄膜并没有非常严格的定义，并且主要是由两种杂化方式不同的碳原子（sp2-C和sp3-C）随机连接构成的空间结构，因此DLC薄膜之间性质差异较大，这主要是由于薄膜中含有sp3键的相对含量差异较大造成的。