本文關(guān)鍵詞：氮化硅球表面類金剛石膜高溫摩擦學性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著氮化硅陶瓷球軸承的廣泛應用,對滾動體表面潤滑性能的改性變得日益強烈。類金剛石膜(Diamond-like carbon films,簡稱DLC膜)作為一種綜合性能優(yōu)異的薄膜,在航空航天領(lǐng)域作為固體潤滑劑得到了廣泛的應用。通過在氮化硅球表面鍍一層DLC膜,可有效改善氮化硅陶瓷軸承的摩擦學性能。滾動軸承在運行過程中,軸承的工作溫度會高于常溫,而DLC膜的結(jié)構(gòu)、潤滑性能等都與溫度密切相關(guān),因此有必要研究DLC膜在高溫工況下的熱穩(wěn)定性及摩擦學性能。本文首先采用非平衡磁控濺射法分別在氮化硅陶瓷球及高速工具鋼表面制備了DLC膜,并運用各種儀器和方法對其進行了表征。表征結(jié)果顯示,所制備的DLC膜表面雖存在小坑,但整體光滑,且具有DLC膜的典型Raman光譜特征和較高硬度。接著,針對軸承在實際工作中所遇到的不同摩擦配副、速度、載荷等問題,運用實驗法分別對其進行了研究,研究結(jié)果表明；DLC膜能夠有效改善Si3N4的脆性大的弱點,并起到減磨作用；隨著載荷的增加,Si3N4球表面DLC膜的摩擦系數(shù)增大,磨損加重；滑動速度對摩擦副摩擦系數(shù)的影響比載荷更加顯著,隨著速度的增加,摩擦副的平均摩擦系數(shù)及磨損都是先增后降；Si3N4球表面DLC膜組成的摩擦副在高速工況下能保持低摩擦和高穩(wěn)定性。然后,針對軸承工作時溫度較高且潤滑條件為油潤滑的情況,考察了DLC膜在高溫干摩擦及高溫油潤滑條件下的摩擦學性能,研究結(jié)果表明：在干摩擦和油潤滑條件下,DLC膜在100℃時都具有良好的摩擦學性能；高溫油潤滑條件下,PFPE油潤滑下DLC膜的摩擦學性能優(yōu)于PAO油潤滑；PFPE油潤滑條件下,DLC膜在200℃時仍保持較低摩擦及磨損。最后,考慮到DLC膜中存在較大的內(nèi)應力,采用不同溫度對DLC膜進行退火處理,探討了退火溫度對DLC膜熱穩(wěn)定性及摩擦學性能影響,研究表明：退火溫度越高,DLC膜拉曼光譜曲線中D峰與G峰的積分強度比值A(chǔ)D/AG越大,DLC膜的石墨化程度越強；400℃退火處理后的DLC膜在常溫及100℃時都具有良好的摩擦學性能,分析認為常溫下的低摩擦性能主要與DLC膜石墨化及硬度的提高有關(guān),而在高溫下的低摩擦性能則主要與具有超低剪切強度的氧化石墨的生成有關(guān)。本文開展的DLC膜在不同工況下摩擦學性能及退火后穩(wěn)定性及摩擦學性能的研究,為DLC膜在軸承滾動體表面的應用提供理論基礎(chǔ),對DLC膜在高溫工況條件下的應用具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：氮化硅球 類金剛石膜 退火溫度 高溫 摩擦學性能 Raman光譜
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH133.3;TH117.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 論文研究背景9-10
• 1.2 類金剛石膜簡介10-13
• 1.2.1 類金剛石膜的結(jié)構(gòu)10-11
• 1.2.2 類金剛石膜的制備方法11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 類金剛石膜摩擦磨損性能的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 類金剛石膜熱穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容17-18
• 2 DLC膜的制備及性能表征18-25
• 2.1 引言18
• 2.2 DLC膜的制備18-20
• 2.2.1 非平衡磁控濺射原理18-19
• 2.2.2 DLC膜的制備過程19-20
• 2.3 DLC膜性能表征20-24
• 2.3.1 表面形貌表征20-21
• 2.3.2 表面粗糙度21-22
• 2.3.3 Raman光譜分析22-23
• 2.3.4 顯微硬度測量23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 常溫下氮化硅球表面DLC膜摩擦學性能的研究25-35
• 3.1 引言25
• 3.2 實驗方案25-26
• 3.3 不同影響因素對DLC膜摩擦學性能的影響26-34
• 3.3.1 摩擦配副26-28
• 3.3.2 法向載荷28-31
• 3.3.3 滑動速度31-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 氮化硅球表面DLC膜高溫摩擦學性能的研究35-49
• 4.1 引言35
• 4.2 實驗方案35-36
• 4.3 溫度對DLC膜摩擦學性能的影響36-38
• 4.4 不同種類油潤滑下DLC膜的高溫摩擦學性能38-42
• 4.5 PFPE潤滑下DLC膜的高溫摩擦學性能42-45
• 4.6 DLC膜熱應力理論計算分析45-47
• 4.7 本章小結(jié)47-49
• 5 退火溫度對DLC膜熱穩(wěn)定性及摩擦學性能的影響49-60
• 5.1 引言49
• 5.2 退火溫度對DLC膜熱穩(wěn)定性的影響49-51
• 5.2.1 實驗部分49
• 5.2.2 Raman光譜分析結(jié)果49-51
• 5.3 退火溫度對DLC膜摩擦學性能的影響51-59
• 5.3.1 常溫下DLC膜的摩擦學性能51-54
• 5.3.2 100℃下DLC膜的摩擦學性能54-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 6 結(jié)論與展望60-63
• 6.1 主要研究結(jié)論60
• 6.2 研究展望60-63
• 參考文獻63-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文69-70
• 致謝70-72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 卓會丹;宋寶玉;古樂;;氮化硅陶瓷表面DLC膜的高溫摩擦學性能[J];中國表面工程;2011年04期

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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  本文關(guān)鍵詞：氮化硅球表面類金剛石膜高溫摩擦學性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：400113