节点文献

电化学沉积CN_x薄膜的摩擦性能研究

Preparation and characterization of CNx films by electrochemical deposition

  • 推荐 CAJ下载
  • PDF下载
  • 不支持迅雷等下载工具，请取消加速工具后下载。

【作者】 陈刚； 阎兴斌； 刘惠文； 徐洮；

【Author】 CHEN Gang, YAN Xing-bin, LIU Hui-wen, XU Tao(State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China)

【机构】 中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室；

【摘要】 以单晶硅片(100)为衬底,尿素-甲醇有机溶液为沉积液,用电化学沉积的方法在阴极制备出CNx薄膜.通过AFM、XPS、Raman光谱和FTIR光谱对得到的CNx薄膜的表面形貌和微观结构进行了表征,并在球-盘摩擦试验机上考察了薄膜的干摩擦性能,用SEM和EDS对摩擦表面进行了分析,研究了摩擦机理.结果表明:薄膜表面致密,但粗糙度较大:Raman光谱中出现明显的D峰和G峰,说明薄膜具有无定形的结构特征:薄膜的化学元素组成主要为C,还有少量的N,C、N原子之间主要以共价单键和双键形式结合.CNx薄膜与红宝石球对摩时,摩擦系数随频率的增大而升高,但几乎不随载荷而变化:CNx薄膜在形成转移膜的过程中不仅失去了N,而且发生了石墨化,这与DLC膜的摩擦过程非常相似.

【Abstract】 Carbon nitride(CNx) films have been prepared on Si(100) substrates by cathode electrodeposition, using methanol and methanol-urea solution as electrolyte. The surface morphology and microstructure of the CNx films were analyzed by means of atomic force microscopy(AFM), Raman spectroscopy, X-ray spectroscopy(XPS) and Fourier transformation infrared spectrometry(FITR). The tribological behavior has been investigated using a reciprocating pin-on-flat tribometer. As the results, the CNx films are compact, with biggish surface roughness; Raman spectrum indicated that the film was amorphous; XPS and FTIR measurements suggested the existence of both single and double carbon-nitride bonds in the film. When the CNx films were sliding against the a -Al2O3 ball, the friction coefficient increased with the frequence but independent on the load. The EDS analysis of the sliding counterfaces supported a destabilization of the CNx network under friction and build-up of a carbon rich tribolayer under steady-state.

【关键词】 CNx薄膜； 电化学沉积； 摩擦学性能；
【Key words】 CNx films； electrochemical deposition； tribology；
【基金】 国家自然科学基金资助项目(50172052,50323007);国家863项目(2003AA305670);中科院百人计划
  • 【会议录名称】 第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ
  • 【会议名称】第五届中国功能材料及其应用学术会议
  • 【会议时间】2004-09
  • 【会议地点】中国北京·秦皇岛
  • 【分类号】TB43
  • 【主办单位】国家仪表功能材料工程技术研究中心、国家“863”计划新材料领域专家委员会、中国仪器仪表学会仪表材料学会、中国金属学会、中国稀土学会、中国复合材料学会、中国有色金属学会、重庆仪表材料研究所、北京有色金属研究总院、包头稀土研究院、钢铁研究总院、北京工业大学、燕山大学、山东大学、云南大学、上海交通大学、华中科技大学、天津大学、四川大学、湖南大学、大连理工大学、南京大学、清华大学、西南师范大学、北京科技大学、北京大学、厦门大学、中南大学、电子科技大学、重庆大学、福州大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、武汉大学、西安理工大学、北京交通大学、西北工业大学、苏州大学、东北大学、复旦大学、武汉理工大学、浙江大学、北京理工大学、北京航空航天大学、中国科技大学、西南交通大学、南开大学、《功能材料与器件学报》编辑部、《功能材料》编辑部
打印本页
节点文献中：