氩气氛环境下真空阴极弧制备ta-C涂层电弧电流效应

作者：胡健; 田修波^*; 刘宏也; 巩春志

来源：真空, 2018, 55(04): 59-64.

DOI：10.13385/j.cnki.vacuum.2018.04.13

• 真空阴极弧
• 电弧电流
• ta-C
• 膜层结构
• 氩气氛

利用真空阴极弧技术在M2高速钢和单晶硅表面沉积ta-C薄膜,重点研究了电弧电流对沉积过程中等离子体行为,以及涂层的截面形貌、厚度、结构和膜-基结合强度的影响。结果表明,随着电弧电流从40A增加到100A,基体电流由1.36A增加到3.95A,等离子体中Ar离子数目的增加速率高于C离子。随着电弧电流由40A增加到60A,涂层沉积速率基本不变约为6nm/min。在这一过程中,电子对Ar的离化所导致对涂层的轰击溅射效应优于C离子/原子在沉积过程中的传递效应,因此弧流增加而沉积速率基本不变。随着弧流由60A继续增加到100A以后,C离子/原子在沉积过程中的传递效应导致沉积速率提高优于Ar离子的溅射作用,因此沉积速率增加到8.1nm/min。电弧电流为80A时,ID/IG比值最小为0.31,表明涂层具有最高的sp3含量。因此,在Ar气氛下制备ta-C涂层时,要得到较优质的ta-C涂层,需要合适的弧流。制备涂层的膜-基结合强度最高可达HF 1,可进行工业应用。

• 出版日期2018
• 单位先进焊接与连接国家重点实验室; 哈尔滨工业大学; 中车株洲电力机车有限公司