Tytuł pozycji:
Studies of thermal stability of a-C:H:Si coatings produced by radio-frequency plasma assisted chemical vapour deposition (RF-PACVD) method
In this work the thermal stability of silicon-doped diamond-like carbon (DLC) films was investigated. The studied coatings were produced by radio-frequency plasma assisted chemical vapour deposition (RF-PACVD) method with use of tetramethylsilane (TMS) as a silicon precursor. As-deposited Si-DLC coatings with three different silicon concentrations were annealed at 400°C, 500°C, and 600°C for 1 hour in air atmosphere. For comparison DLC coatings were also examined. It has been shown that the level of disorder of Si-DLC increases with the increase of silicon concentration. Silicon admixture improves the thermal stability of Si-DLC coatings by slowing down and delaying the graphitization processes compared to the undoped DLC films. Furthermore, an increase in hardness of the Si-DLC coatings annealed at the temperature of 400°C has been observed. The DLC and Si-DLC coatings with the lowest Si concentration annealed at 500°C, and all of the coatings annealed at 600°C have been completely degraded. The coatings with the highest concentration of silicon that have stood the annealing process at 500°C have demonstrated a high degree of graphitization and degradation, manifesting itself in the lowest mechanical properties and a significant reduction in their thickness.
Diamentopodobne warstwy węglowe (DLC) charakteryzują się szeregiem unikatowych właściwości, do których można zaliczyć m.in. wysoką biokompatybilność, dużą twardość, mały współczynnik tarcia oraz odporność na korozję. Dlatego powłoki DLC są powszechnie stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, maszynowym, a także medycznym. Pomimo wielu korzystnych właściwości wykazują one niską stabilność termiczną, co ogranicza ich zastosowanie. Jednym z możliwych rozwiązań powodujących zwiększenie temperatury pracy powłok węglowych jest włączenie do ich struktury atomów domieszki. Celem pracy było zbadanie stabilności termicznej powłok (DLC) domieszkowanych krzemem. Powłoki wytworzono metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganego plazmą częstotliwości radiowej (RF PACVD). Jako prekursor krzemu zastosowano tetrametylosilan (TMS). Powłoki Si-DLC o różnej zawartości Si były wygrzewane w trzech różnych temperaturach w atmosferze powietrza. Dla celów porównawczych stabilność temperaturową badano również dla niedomieszkowanych powłok DLC.
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.
