磨損與腐蝕作為金屬材料兩種常見(jiàn)的失效方式,不僅縮短金屬零部件的使用壽命,同時(shí)也造成資源與能源的浪費(fèi),帶來(lái)不可估量的國(guó)民經(jīng)濟(jì)損失。因此提升金屬材料的耐磨防腐性能具有重要意義。本文采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù)在不銹鋼基材上制備了高硬度,優(yōu)異化學(xué)惰性的類金剛石薄膜(DLC),同時(shí)研究了DLC薄膜在含氧化石墨烯(GO)的水基潤(rùn)滑劑中的減摩抗磨及防腐性能,分析了DLC薄膜和GO對(duì)金屬基材的磨損與腐蝕交互作用,闡明了由DLC薄膜與含GO的水基潤(rùn)滑劑構(gòu)成的固-液協(xié)同體系的潤(rùn)滑機(jī)理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)及分析表征,獲得如下結(jié)論:(1)氣體組分、過(guò)渡層制備方法及脈沖偏壓對(duì)DLC薄膜的組織結(jié)構(gòu)及性能影響顯著。采用中頻磁控濺射法制備過(guò)渡層,并在氫氣與乙炔氣體體積比為1:4時(shí)所制備的DLC薄膜表面更加光滑,結(jié)構(gòu)更加致密。在不同脈沖偏壓條件下制備的DLC薄膜中,1.6 kV脈沖偏壓制備的DLC薄膜具有最低的表面粗糙度(Ra 12.5 nm)和最高的硬度(16.56GPa)。2.0 kV脈沖偏壓制備的DLC薄膜具有最強(qiáng)的膜基結(jié)合力(54 N)。不同脈沖偏壓制備DLC薄膜的摩擦系數(shù)與磨損率都隨其脈沖偏壓的增大...

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 類金剛石薄膜材料
        1.2.1 類金剛石薄膜材料的概述
        1.2.2 類金剛石薄膜材料的應(yīng)用
    1.3 類金剛石薄膜的制備方法
        1.3.1 物理氣相沉積法
        1.3.2 化學(xué)氣相沉積法
    1.4 氧化石墨烯材料
        1.4.1 氧化石墨烯材料簡(jiǎn)介
        1.4.2 氧化石墨烯材料的制備方法
    1.5 兩種碳基材料在水環(huán)境中防腐耐磨性能研究
        1.5.1 DLC薄膜在水環(huán)境中耐磨耐腐性能研究
        1.5.2 GO作為水基潤(rùn)滑添加劑的應(yīng)用研究
    1.6 課題來(lái)源
    1.7 選題的目的及主要的研究?jī)?nèi)容
        1.7.1 選題的目的
        1.7.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 制備薄膜材料的設(shè)備及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
    2.2 薄膜制備工藝
    2.3 材料的表征方法
        2.3.1 材料的形貌分析
        2.3.2 拉曼與紅外光譜分析
        2.3.3 X射線光電子能譜分析
        2.3.4 透射電子顯微鏡
        2.3.5 薄膜的硬度及結(jié)合強(qiáng)度表征
    2.4 DLC薄膜制備方法的優(yōu)化
        2.4.1 不同氣體組分制備DLC薄膜
        2.4.2 中頻磁控濺射法制備過(guò)渡層
    2.5 本章小結(jié)
第三章 脈沖偏壓對(duì)DLC薄膜結(jié)構(gòu)及性能的影響
    3.1 引言
    3.2 薄膜的制備與表征
        3.2.1 DLC薄膜制備
        3.2.2 DLC薄膜的表征與測(cè)試
    3.3 不同脈沖偏壓制備薄膜的結(jié)構(gòu)及性能分析
        3.3.1 薄膜拉曼光譜分析
        3.3.2 薄膜表面粗糙度及其斷面成分結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 膜基結(jié)合力和硬度
        3.3.4 脈沖偏壓對(duì)薄膜摩擦磨損性能影響
        3.3.5 載荷對(duì)薄膜的摩擦磨損性能影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 GO和OLC作為水基潤(rùn)滑添加劑的摩擦學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 GO與OLC的制備
        4.2.2 材料的表征
        4.2.3 不銹鋼基材的噴砂處理
        4.2.4 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.3.1 GO與OLC的表征分析
        4.3.2 不銹鋼基材表面粗糙度、硬度與形貌分析
        4.3.3 兩種水基潤(rùn)滑劑的摩擦磨損行為
        4.3.4 磨痕形貌分析及磨損機(jī)制
        4.3.5 磨痕的Raman與XPS檢測(cè)分析
        4.3.6 兩種潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑機(jī)理
    4.4 本章小結(jié)
第五章 DLC薄膜在含GO的水基潤(rùn)滑劑下的摩擦腐蝕性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 GO與DLC薄膜的制備
        5.2.2 材料的表征
        5.2.3 摩擦腐蝕實(shí)驗(yàn)
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.3.1 GO與DLC的形貌結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 DLC薄膜的FTIR與XPS分析
        5.3.3 氯化鈉溶液中的摩擦腐蝕實(shí)驗(yàn)
        5.3.4 在含GO的水基潤(rùn)滑劑中的摩擦腐蝕實(shí)驗(yàn)
        5.3.5 磨痕形貌及磨損機(jī)制分析
        5.3.6 磨痕的拉曼檢測(cè)分析
        5.3.7 固-液協(xié)同潤(rùn)滑系統(tǒng)的耐磨耐腐機(jī)理
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號(hào)：3826476