超薄ta-C碳膜的双弯曲磁过滤阴极电弧制备与摩擦润滑机制研究

项目名称： 超薄ta-C碳膜的双弯曲磁过滤阴极电弧制备与摩擦润滑机制研究

项目编号： No.51371187

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 汪爱英

作者单位： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所

项目金额： 80万元

中文摘要： 具有超薄、超光滑、超硬、良好耐磨性的四面体非晶碳膜(ta-C)是目前获得超高密度、大容量数据存储器和高可靠、低摩擦、长寿命运行微电子机械系统金属部件用关键润滑防护改性材料。磁过滤阴极电弧技术是制备ta-C碳膜的主要方法，然而由于石墨阴极弧斑不规则放电机理，大颗粒协同沉积污染严重，薄膜质量差。本项目采用自主研制的45度双弯曲磁过滤阴极电弧复合技术，设计制备超薄ta-C碳膜，改变沉积参数实现薄膜微结构和性能调控，通过对薄膜动力学生长、微结构、力学和摩擦学物性的演变规律研究，结合分子动力学模拟计算，旨在阐明超薄ta-C膜的生长机制及摩擦润滑机理，建立获得超硬、超光滑、低摩擦的高质量超薄ta-C膜可控制备方法，同时发展一种无损、快速、准确测量超薄ta-C碳键态结构与含量（sp3/sp2）的椭偏表征新方法，为研究发展金属表面改性用高性能碳膜材料的设计、制备、表征提供理论依据和方法。

中文关键词： ta-C薄膜；生长机理；微结构表征；摩擦磨损；

英文摘要： Ultrathin tetrahedral amorphous carbon (ta-C) films, owning high hardness, good wear and corrosion resistance properties, are considered to be the best candidate as protective and lubricant coatings to meet the increasing demands of ultrahigh density and

英文关键词： ta-C films；growth mechanism；Microstructural Characterization；tribological properties；