Analysis and characterisation of diamond-like a-C:H films obtained from pure methane by RF PACVD method

Smolik, J.; Walkowicz, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Analysis and characterisation of diamond-like a-C:H films obtained from pure methane by RF PACVD method

Autorzy

Smolik J. , Walkowicz J.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://t.tribologia.eu

Identyfikatory

Warianty tytułu

Analiza struktury i właściwości powłok typu a-C:H otrzymanych metodą RF PACVD w atmosferze czystego metanu

Języki publikacji

Abstrakty

The paper presents results of investigations on structure and phase composition of diamond-like a-C:H films obtained from pure methane by the RF PACVD method on medical steel AISI316L at different process parameters: rf bias voltage, substrate temperature, methane flow. The Raman spectroscopy was used to determine relative amounts of diamond-like and graphite-like phases in deposited coatmgs. In order to reveal the influence of the process parameters on the structure of the whole composite, i.e. the phase composition of diamond-like films as well as the phase composition of transitional diffusion layer which was formed under the substrate surface during the RF PACVD process, the X-ray phase analysis was carried out with the use of a diffractometer Philips PW 1830. Microscopic investigations of the surface morphology of deposited coatings were carried out using scanning electron microscope Hitachi S-2460N and a metallographic microscope Neophot 32. Surface roughness analysis of deposited films was executed using profile measurement gauge Hommel Tester T1000. Based on the results obtained from carried out investigations authors proved that the phase composition and structure of diamond-like a-C:H films are determined first of all by two parameters of the process: rf bias voltage and substrate temperature. Consequently, the control of the process should be based on monitoring of both structure of the plasma and phase composition of deposited coating.

W artykule zaprezentowano wyniki badań strukturalnych powłok a-C:H otrzymanych w atmosferze czystego metanu metodą RF PACVD na podłożu ze stali medycznej AISI 316L, przy różnych parametrach procesu technologicznego: polaryzacja podłoża, temperatura podłoża, przepływ metanu. W celu określenia struktury fazowej badanych powłok węglowych wykorzystano metodę spektroskopii ramanowskiej, natomiast w celu analizy zmian fazowych zachodzących w podłożu przeprowadzono analizę fazową z wykorzystaniem dyfrakcji rentgenowskiej - dyfraktrometr Philips PW 1840. W artykule przedstawiono również wyniki badań metalograficznych, badań morfologii powierzchni z wykorzystaniem elektronowej mikroskopii skaningowej oraz profilografu Hommel Tester T1000. Na podstawie uzyskanych wyników autorzy wykazali, że struktura fazowa powłok a-C:H, nakładanych metodą RF PACVD w atmosferze czystego metanu, jest determinowana poprzez dwa główne parametry procesu: napięcie polaryzacji oraz temperaturę podłoża.

Słowa kluczowe

diamond-like a-C:H films RF PACYD method Raman spectroscopy

powłoki typu diamond-like a-C:H metoda RF PACVD spektroskopia Ramana

Wydawca

Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich

Czasopismo

Tribologia

Rocznik

2004

Tom

nr 6

Strony

69--88

Opis fizyczny

Bibliogr. 35 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Smolik J.

Institute for Terotechnology, 26-600 Radom, Pułaskiego 6/10, Poland

autor

Walkowicz J.

Institute for Terotechnology, 26-600 Radom, Pułaskiego 6/10, Poland

Bibliografia

1. Davis Robert F.: Diamonds Films and Coatings. Noyes Publications, New Jersey, USA, ISBN 0-8155-1323-2.
2. Schultrich B., Scheibe H.-J., Drescher D., Ziegele H.: Surface and Coatings. Technology 98 (1998) 1097.
3. Aisenberg S., Chabot R.: Journal of Vacuum Science and Technology 10. (1973) 104.
4. Sokołowski M., Sokołowska A., Michalski A., Gokieli B., Romanowski Z., Rusek A.: Journal of Crystal Growth 42 (1977) 507.
5. Sokołowska A.: Niekonwencjonalne środki syntezy materiałów. PWN Warsaw (1991).
6. Mitura S., Haś Z., Gorokhovsky V.: Surface and Coatings Technology 47 (1991) 106.
7. Zehnder T., Patcheider J.: Surafce and Coatings Technology 133-134 (2000)138.
8. Donet C.: Surface and Coatings Technology 100-101 (1998) 180.
9. Cheng Y.H., et al.: Surface and Coatings Technology 135 (2000) 27.
10. Angus J.C.: Thin Solid Films 216 (1992) 126.
11. Richter F., et al.: Thin Solid Films 212(1992) 245.
12. Vercamen K., et al.: Surface and Coatings Technology 133-134 (2000) 466
13. Whang K.W., Tae H.S.: Thin Solid Films 204 (1991) 49.
14. Cheng Y., et al.: Surface and Coatings Technology 111 (1999) 141.
15. Smolik J., Walkowicz J.: Le Vide: science, technique et applications 291 (1999)352.
16. Walkowicz J., Smolik J., Tacikowski J.: Surface and Coatings Technology 116-119(1999) 370.
17. Smolik J., Walkowicz J., Tacikowski J.: Surface and Coatings Technology 125(2000)134.
18. Smolik J., Walkowicz J., Tacikowski J.: Proceedings of the 3rd COST 516 Tribology Symposium, Eibar, Spain, 18-19 May (2000) 192.
19. Walkowicz J., Smolik J., Miernik K.: Vacuum, 56 (2000) 63.
20. Donnet C., et al, Surface and Coatings Technology 120-121 (1999) 548.
21. Ullmann J., Schulze S., Erben J., Grünewald W., Heger D., Mühling I.: Thin Solid Films 219 (1992) 109.
22. Kudoyarowa V.Kh., Hernyshov A.V., Zvonareva T.K., Dzhelepova N.B., Tsolov M.B.: Surface and Coatings Technology 100-101 (1998) 192.
23. Cui F.Z., Li D.J.: Surface and Coatings Technology 131 (2000) 481.
24. Erdemir A., Eryilmaz O.L., Nilufer I.B., Fenske G.R.: Surface and Coatings Technology 133-134 (2000) 448.
25. Koczy B., Marciniak J.: Engineering of Biomaterials 11 (2000) 23.
26. Haś Z., Mitura S., Cłapa M., Szmidt J.: Thin Solid Films 136 (1986) 161.
27. Mitura S.: Journal of Crystal Growth 80 (1987) 417.
28. Mitura S., Klimek L., Haś Z.: Thin Solid Films 147 (1987) 83.
29. Schwan J., Ulrich S., Batori V., Ehrhardt H.: J. Appl. Phys. 80 (1996) 440.
30. Tamor M., Vassel W.: J. Appl. Phys. 76 (1994) 3823.
31. Hong J., Goullet A., Turban G.: Thin Solid Films 352 (1999) 41-48.
32. Zarrabian M., Fourches-Coulon N., Turban G., Marhic C., Lancin M.: Appl. Phys. Lett. 70 (1997) 2535.
33. Harada I., Furukawa Y., Tasumi M., Sirakawa H., Ikeda S.: J. Chem. Phys. 73(1980)4746.
34. Marcus B., Fayette L., Mermoux M., Abello L., Lucazeau G.: J. Appl. Phys 76 (1994)3463.
35. Nunez Regueiro M., Abello L., Lucezeau G., Hodeau J.M.: Phys. Rev. B15 (1992)9903.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPS1-0016-0080