基体负偏压对类金刚石涂层结构和性能的影响

纪锡旺^1,2，许振华¹，贺莉丽³，何利民¹，郝俊文²

1. 北京航空材料研究院2. 华东理工大学机械与动力工程学院3. 中航工业南方航空工业(集团)有限公司

摘 要：采用直流等离子体增强化学气相沉积技术（DC-PECVD）,通过控制基体负偏压的变化在YG8硬质合金基体上制备一系列类金刚石涂层。选用扫描电子显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱、粗糙度仪对涂层形貌和结构进行表征测试。同时,利用显微硬度计、划痕测试仪系统地分析涂层的显微硬度和界面结合性能。结果表明:随着负偏压增大,涂层表面形貌逐渐平整光滑、致密,颗粒尺寸减小及数量降低。拉曼光谱表明,涂层具有典型的类金刚石结构,涂层中sp3键含量呈先增大后减小趋势,最大值约67.9%出现在负偏压为1000V左右,负偏压过大导致sp3键含量降低。显微硬度随负偏压变化规律与sp3键基本相符,sp3键含量决定显微硬度值大小。负偏压过大对吸附离子产生反溅射作用导致涂层厚度减小。当负偏压为1100V时,涂层与基体间的界面结合性能最优。

关键词：DC-PECVD;类金刚石;基体负偏压;结构;性能;