本論文主要通過(guò)離子束濺射的方法制備了Si摻雜的類(lèi)金剛石(DLC)單層薄膜和不同亞層模量比以及不同亞層厚度比的多層薄膜,通過(guò)改變單層薄膜中Si摻雜含量以及多層薄膜的亞層模量比和亞層厚度比來(lái)研究其對(duì)薄膜微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能的影響。并且首次添加納米顆粒Ni和WS2于PAO中與制得的摻Si的DLC單層膜和多層膜組成固液潤(rùn)滑系統(tǒng),來(lái)研究不同的納米顆粒潤(rùn)滑劑對(duì)此種固液潤(rùn)滑系統(tǒng)摩擦學(xué)性能的影響,探究其中潤(rùn)滑機(jī)理,系統(tǒng)總結(jié)規(guī)律。(1)采用離子束濺射的方法制備了一系列不同Si含量摻雜的DLC單層薄膜,結(jié)果顯示,由于Si的摻雜取代C生成的C-Si鍵能小,大幅度的降低了薄膜的內(nèi)應(yīng)力。并且由于C-Si鍵結(jié)合能小于C-C鍵,薄膜的硬度和模量都隨著Si含量增加而減小。摻雜Si后,薄膜的減摩性能得到大大提高,這主要受到摩擦反應(yīng)后生成的Si的氧化物轉(zhuǎn)移膜影響。(2)通過(guò)離子束濺射的方法制備了不同模量比和不同厚度比的Si摻雜的DLC多層薄膜,對(duì)其機(jī)械性能表征結(jié)果顯示,對(duì)于不同模量比的DLC多層薄膜,薄膜多層層狀結(jié)構(gòu)明顯,總厚度在500nm左右。由于軟層可以充當(dāng)硬層的緩沖層釋放內(nèi)應(yīng)力,故隨著模量比和軟層相對(duì)厚度的增加,多層薄膜的內(nèi)應(yīng)力呈現(xiàn)一種降低的趨勢(shì)。由于較軟層通過(guò)塑性變形更容易使裂紋鈍化和偏轉(zhuǎn),故多層薄膜硬度隨著模量比的增加而增大;硬度較高時(shí),表面承載能力較大,抗磨性能也較好。當(dāng)固定模量比,亞層厚度相同時(shí),可以避免較厚單層的存在,限制了裂紋的生長(zhǎng)區(qū)間,故此時(shí)硬度最高,抗磨性能也最好。(3)我們通過(guò)在PAO中首次添加不同的納米顆粒(Ni和WS2),與自制的Si摻雜DLC單層薄膜和多層薄膜組成固液復(fù)合潤(rùn)滑系統(tǒng)來(lái)探究不同的納米顆粒添加劑對(duì)固液潤(rùn)滑系統(tǒng)摩擦學(xué)性能的影響,結(jié)果顯示,對(duì)于單層薄膜由于其硬度較低,帶來(lái)的減摩和抗磨性并不明顯,而對(duì)于多層薄膜,添加納米Ni后,減摩性不太明顯,但由于納米Ni粒徑小,可以填補(bǔ)磨損處的凹坑,避免了基底的進(jìn)一步磨損,具有一定的抗磨性;添加納米WS2后,經(jīng)摩擦反應(yīng)后,在摩擦接觸面生成了本身就具有優(yōu)異摩擦學(xué)性能的WO3,抗磨減摩性能都很明顯。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.2

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本文編號(hào)：2392350