离子注入对SiO_2表面非晶碳薄膜的化学状态及摩擦学性能的影响

采用真空蒸镀法在SiO2表面制备非晶态碳纳米薄膜,考察了碳离子注入对非晶态碳薄膜与基体结合强度及摩擦学性能的影响,并采用X射线光电子能谱表征了碳薄膜/基体的界面化学状态.研究结果表明:非晶态碳薄膜经碳离子注入处理后,碳薄膜与基体的结合强度及其耐磨寿命均明显提高;当碳离子注入剂量达到1×1016C+/cm2时,碳薄膜与基体的结合强度增加,但碳薄膜耐磨寿命的提高幅度有限;当注入剂量达到并超过5×1016C+/cm2后,碳离子注入所引起的碰撞混合和化学混合作用直接导致碳薄膜与SiO2基体界面处的原子扩散以及Si-C键的形成,从而大幅提高碳薄膜与基体的结合强度及其耐磨寿命.