金刚石薄膜的纳米力学性能评价
编号:167 稿件编号:162 访问权限:仅限参会人 更新:2022-09-20 14:15:07 浏览:398次 口头报告

报告开始:2023年04月23日 16:45 (Asia/Shanghai)

报告时间:15min

所在会议:[B1] 薄膜科技论坛一 [B1-2] 下午场

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摘要
金刚石薄膜具有极高的硬度、模量和优异的耐磨性,被认为是刀具切削难加工材料的理想硬质涂层材料。然而,如何准确评价高硬度的金刚石薄膜的机械性能一直是一个难题,这阻碍了金刚石薄膜的优化设计和广泛应用。我们采用热丝化学气相沉积(HFCVD)技术,通过调控不同气压(0.1-1.0 kPa)的CH4和H2气氛,在WC-6% Co基底上沉积了不同金刚石薄膜。通过采用一系列载荷的纳米压痕测试,对金刚石薄膜的机械性能进行了严格、系统地评价。实验发现,即使遵循了传统的压入深度与薄膜厚度之比小于10%的经验法则,不同载荷的纳米压痕实验计算得到的硬度表现出显著偏差。通过大量的纳米压痕测试,发现基于粗糙度小于 20 nm 的抛光金刚石薄膜的纳米压痕测试数据具有很好的一致性。同时,在金刚石薄膜的纳米力学测试中,为了避免基底效应的影响,最大压入深度应该限制在薄膜厚度的5%以内,而不是10%。纳米压痕测试结果表明,沉积的金刚石薄膜力学性能随着气压的增加而提高,硬度从75.5±1.4 GPa逐渐增加到87.3±5.0 GPa,这归因于sp3碳含量的增加。
关键字
金刚石薄膜,纳米压痕,硬度,弹性模量,HFCVD
报告人
熊家骥
中国科学院金属研究所

稿件作者
熊家骥 中国科学院金属研究所
王孟蕊 西安石油大学;中国科学院金属研究所
姜辛 中国科学院金属研究所
黄楠 中国科学院金属研究所
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