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口头报告铜掺杂及摩擦诱导自迁移改善a-C:H薄膜在真空中的抗磨损寿命

编号：59 访问权限：仅限参会人更新：2024-03-14 16:28:50 浏览：117次收藏取消收藏

2024-05-12 09:45

15min

[H2] 论坛7：摩擦、磨损与润滑技术C [H2-1] 论坛7C上午

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摘要

含氢非晶碳(a-C:H)薄膜可以在真空中实现超润滑，但在真空环境中快速失效的问题仍然是其应用的一个巨大挑战。本研究提出了一种新的解决途径，即通过摩擦诱导Cu自迁移来提高Cu/a-C:H薄膜的抗磨损寿命。结果表明，Cu的掺杂促进了sp²C的增加，降低了内应力，提高了薄膜与基底间的结合力。此外，掺杂的Cu原子主要以金属单质的形式存在，这有利于Cu原子在摩擦作用下在基体中的扩散。进一步的结果表明，不同Cu含量的Cu/a-C:H薄膜的抗磨损寿命均有提高，特别是当Cu含量为1.15% at%时，抗磨寿命的提高最为显著，这与富Cu转移膜形成Cu/C摩擦界面有关。此外，在磨痕截面的HRTEM和EDS表征中观察到由分散在基体中的Cu原子聚集而成的明显的Cu迁移通道，验证了Cu原子的自迁移行为。形成的Cu/C摩擦界面消除了强烈的共价相互作用，维持了稳定的润滑状态，从而延长了薄膜的抗磨损寿命。