DLC膜在低辐射玻璃上的应用及氟化DLC膜性能研究

【摘要】类金刚石（DLC）薄膜具有低的摩擦系数、高耐磨性、化学稳定性和良好的光学性能，将其应用在低辐射（Low-E）玻璃上，有助于提高Low-E玻璃的耐磨性与耐腐蚀性，降低其在搬运及冷加工过程中造成的划伤与磨损。本文采用等离子体增强化学气相沉积法，在离线可钢化单银Low-E玻璃表面沉积一层DLC薄膜。结果表明，10～12nm以上厚度的DLC薄膜能够有效降低Low-E玻璃表面摩擦系数，提高Low-E玻璃耐磨性，保护原有膜层结构；DLC薄膜能够有效地延缓盐酸对Low-E玻璃的腐蚀。通过热钢化处理可有效去除Low-E玻璃表面的DLC薄膜，钢化后Low-E玻璃低辐射性能和光学性能未受到影响。由于较低的表面能，氟化类金刚石（F-DLC）薄膜具有良好的疏水性，可以作为玻璃表面膜层，提高玻璃的易清洁性。采用等离子体增强化学气相沉积法，分别通过体相掺杂法和表面氟化法，在玻璃基底上成功制备了F-DLC薄膜。利用接触角测量仪、X射线光电子能谱仪、拉曼光谱、原子力显微镜、和摩擦磨损测试仪对F-DLC薄膜的水接触角大小、化学键类型、表面形貌和粗糙度以及摩擦磨损性能做了具体分析。结果表明，F的掺入可以增强薄膜的疏水性，水接触角最高可达到103°，水接触角随着薄膜中氟含量的增加而升高；相比于表面粗糙度对F-DLC薄膜接触角的影响，氟的含量尤其是疏水基团-CF2的相对含量是影响薄膜水接触角的主要因素。随着薄膜中氟含量的增加，sp3/sp2比值相应减小，碳碳sp3含量减少。相对于DLC薄膜，两种方法制备的F-DLC薄膜的摩擦系数都有所升高；厚度相近（30nm左右）的不同薄膜摩擦磨损性能比较，相对于玻璃，F-DLC膜仍表现出一定耐磨性，但相对于DLC膜，F-DLC薄膜的耐磨性下降。
【作者】王箭；
【导师】汪洪；
【作者基本信息】中国建筑材料科学研究总院，材料学，2014，硕士
【关键词】类金刚石薄膜；低辐射玻璃；氟化类金刚石薄膜；疏水性；耐磨性；

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