類金剛石薄膜(diamond-like carbon films,簡稱DLC薄膜)由于其高的硬度、良好的化學穩(wěn)定性、抗腐蝕性能和優(yōu)異的摩擦磨損性能而廣泛用作固體潤滑防護涂層。然而其在高速、重載及高溫等苛刻工況下易發(fā)生開裂、剝落、摩擦系數(shù)升高而使薄膜潤滑防護失效。在DLC薄膜中摻入具有高硬度、良好紅硬性及耐磨性的WC能顯著改善薄膜的機械性能及摩擦學性能,但是復合薄膜中WC相含量對其機械性能、物相組成、微觀結(jié)構(gòu)及摩擦學性能,尤其是高溫摩擦學性能的影響規(guī)律尚不明確,有待進一步研究。本文利用非平衡磁控濺射技術(shù)共濺射C靶與WC靶并改變WC靶濺射功率的方法,在齒輪鋼基底表面制備了不同WC相含量的a-C/WC薄膜,系統(tǒng)考察了WC相含量對復合薄膜微觀結(jié)構(gòu)、機械性能和重載、高速條件下摩擦學性能的影響,并探討了a-C/WC薄膜在常溫和高溫下的減摩抗磨機理。研究結(jié)果表明:1.所制備的a-C/WC薄膜中WC相與非晶C相在納米尺度交替生長,形成“超晶格”結(jié)構(gòu),而且WC相均以β-WC1-x納米晶的形式鑲嵌于非晶的碳基體中。隨著WC相含量的增加,“超晶格”結(jié)構(gòu)更加顯著。這種納米尺度的多層結(jié)構(gòu)有效抑制了薄膜的柱狀結(jié)構(gòu)...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 類金剛石薄膜
        1.2.1 類金剛石薄膜的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 類金剛石薄膜的制備技術(shù)
        1.2.3 類金剛石薄膜的應用
        1.2.4 類金剛石薄膜存在的問題與改進方法
    1.3 摻雜類金剛石復合薄膜
        1.3.1 金屬摻雜類金剛石薄膜
        1.3.2 非金屬摻雜類金剛石薄膜
        1.3.3 化合物摻雜類金剛石薄膜
    1.4 a-C/WC復合薄膜
        1.4.1 a-C/WC復合薄膜的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 a-C/WC復合薄膜在摩擦學領(lǐng)域的應用
    1.5 本論文研究意義及內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 a-C/WC薄膜的制備及其性能表征
    2.1 薄膜制備
        2.1.1 制備設(shè)備
        2.1.2 制備工藝
    2.2 薄膜表征
        2.2.1 微觀形貌
        2.2.2 結(jié)構(gòu)和成分分析
        2.2.3 力學性能
        2.2.4 摩擦學性能
第三章 a-C/WC薄膜的結(jié)構(gòu)、機械性能及環(huán)境適應性
    3.1 a-C/WC薄膜的物相組成
    3.2 a-C/WC薄膜的微觀結(jié)構(gòu)
    3.3 a-C/WC薄膜的機械性能
        3.3.1 硬度與彈性模量
        3.3.2 內(nèi)應力與膜基結(jié)合力
        3.3.3 薄膜的韌性
    3.4 薄膜的環(huán)境適應性
        3.4.1 薄膜的油潤濕性
        3.4.2 薄膜的抗熱震性能及高溫耐久性
        3.4.3 薄膜的啟-停性能
    3.5 本章小結(jié)
第四章 a-C/WC薄膜的摩擦學性能
    4.1 干摩擦條件下的摩擦磨損性能
        4.1.1 常溫干摩擦
        4.1.2 高溫干摩擦
        4.1.3 載荷及溫度對摩擦行為的影響
        4.1.4 摩擦機理分析
    4.2 油潤滑條件下的摩擦磨損性能
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考 文獻
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3893435