《表1 不同Si靶功率下制备的Cr/Cr-Si过渡层成分》

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《过渡层Cr/Cr-Si中Si含量对不锈钢表面生长金刚石薄膜的影响》

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如表1所示，Si靶功率0、50、100、150和200 W下沉积过渡层的硅含量分别为0、6.0%、12.7%、22.1%和33.2%（摩尔分数，下同），在过渡层上沉积金刚石薄膜，结果如图1所示。样品Si-0-D和Si-50-D表面存在一层连续的薄膜，薄膜中含有许多微孔。样品Si-100-D的表面覆盖着一层连续致密的薄膜，显微结构具有刻面的晶粒。样品Si-150-D和Si-200-D表面都覆盖着一层含有孔洞的薄膜，后者孔洞所占比例大。图2为样品表面的能谱（EDS），具体元素含量见表2。由表2可见，样品Si-0-D和Si-50-D表面C含量明显偏低，Cr含量远大于基体的Cr含量14%，说明含碳薄膜可能在与过渡层的界面处脱落。样品Si-100-D、Si-150-D和Si-200-D表面碳含量都在94%以上，说明在样品表面形成了含碳膜。另外，对样品Si-100-D进行了Rockwell压痕实验，压痕形貌如图1f所示。由图1f可见，样品表面薄膜未发生脱落，压痕周围有辐射状裂纹，说明样品Si-100-D表面的碳膜结合力优异。由于Si-150-D和Si-200-D样品表面的碳膜不致密，不能在实际中应用，未进行压痕实验。图3为样品Si-100-D的截面背散射SEM照片。从图3可以观察到A和B两个区域，A区颜色偏黑。在背散射照片中原子序数小的元素因背散射电子产额小偏黑。认为A区为碳膜，厚度约为0.9μm。