【摘要】：首先,利用非平衡磁控濺射技術在鈦合金表面制備了不同過渡層/類金剛石(Diamond-like carbon,DLC)薄膜,研究了過渡層對DLC薄膜結構和性能的影響。其次,利用等離子體化學氣相沉積在鈦合金表面制備了厚度高達50?m的摻Si多層超厚(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n薄膜(x,y表示含量,n表示層數(shù)),研究了厚度對其結構、力學性能和摩擦學性能。最終,制備了約36?m超厚(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC薄膜,研究了固定厚度不同周期數(shù)(調制周期)與每一周期中Si摻雜DLC(Si_x-DLC和Si_y-DLC層)厚度比例(調制比例)對其力學及摩擦學特性的影響。主要結論如下:(1)單層過渡層(Cr,Si,Ti)不改變DLC薄膜的結構,其中Si過渡層DLC(Si/DLC)薄膜具有最低的內應力和最高的臨界載荷;隨著梯度過渡層(Cr/CrN,Cr/CrN/CrNC)的引入,DLC薄膜的sp~2鍵含量逐漸增加,內應力逐漸降低,結合力逐漸增加,Cr/CrN/CrNC/DLC薄膜具有最低的摩擦系數(shù)和磨損率,分別為0.07~0.10和1.89±0.15×10~(-7)mm~3/(N·m)。(2)(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n薄膜厚度對其結構和硬度無明顯影響,但隨著薄膜厚度的增加,薄膜內應力逐漸減小;厚度為35.43±3.32?m的(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n薄膜具有最低的摩擦系數(shù)(約0.05)以及最低的磨損率(1.15±0.63×10~(-7)mm~3/N·m);相同厚度(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n薄膜的磨損率隨載荷增加先下降后上升。(3)對比(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n和(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC多層薄膜,(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC的摩擦系數(shù)升高,但磨損率顯著下降,最低磨損率為0.57±0.26×10~(-7)mm~3/N·m。對于36?m超厚(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC薄膜,調制周期對(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC薄膜結構無明顯影響,但調制周期顯著影響其力學性能。隨調制周期的增加,薄膜內應力逐漸下降,硬度逐漸下降,臨界載荷逐漸升高,最高達60.3±1.7N。調制比例同樣對(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC薄膜力學性能有顯著影響。隨著調制比例的增加,Si_x-DLC層占比增加,薄膜內應力漸降低,結合力升高,硬度逐漸降低。
【學位授予單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 趙佳群;李劉合;景凱;許億;劉紅濤;李光;;梯度過渡層對硬質合金沉積類金剛石膜的耐磨性影響[J];表面技術;2017年01期

2 金和喜;魏克湘;李建明;周建宇;彭文靜;;航空用鈦合金研究進展[J];中國有色金屬學報;2015年02期

3 王軍軍;蒲吉斌;張廣安;王立平;;Si過渡層類金剛石薄膜界面優(yōu)化及其性能研究[J];摩擦學學報;2014年05期

4 謝杰;陳建云;李子駿;孔繼周;周飛;;Ti-6Al-4V合金表面改性技術[J];鈦工業(yè)進展;2013年03期

5 鄭曉峰;曾其勇;李柱;吳凱;朱明;;NiCr-NiSi傳感器薄膜附著力測試與分析[J];表面技術;2012年02期

6 劉彬;劉延斌;楊鑫;劉詠;;TITANIUM 2008:國際鈦工業(yè)、制備技術與應用的發(fā)展現(xiàn)狀[J];粉末冶金材料科學與工程;2009年02期

7 郭延龍;孫有文;王淑云;王小兵;程勇;盧常勇;;非金屬摻雜類金剛石膜的研究進展[J];激光與光電子學進展;2009年04期

8 訾群;;鈦合金研究新進展及應用現(xiàn)狀[J];鈦工業(yè)進展;2008年02期

9 溝引寧;孫鴻;黃楠;張文英;冷永祥;;磁過濾真空弧源沉積技術制備C/C多層類金剛石膜及其摩擦磨損性能研究[J];摩擦學學報;2006年02期

10 常海波,徐洮,李紅軒,張治軍,劉惠文;用等離子體增強化學氣相沉積技術制備類金剛石碳薄膜的摩擦磨損性能研究[J];摩擦學學報;2005年04期

相關碩士學位論文 前1條

1 孫心瑗;熱絲化學氣相沉積金剛石膜的研究[D];湖南大學;2004年

，

本文編號：2649024