本文關(guān)鍵詞：金屬摻雜構(gòu)筑復(fù)合類金剛石碳膜及其摩擦學(xué)性能

  更多相關(guān)文章： 磁控濺射 復(fù)合類金剛石碳膜 摩擦學(xué)性能 水環(huán)境

【摘要】：在當(dāng)前國家能源缺口越來越大,現(xiàn)代工業(yè)對節(jié)能、環(huán)保和高效等方面需求的提高,使研究與開發(fā)具有高硬度、強(qiáng)韌性和低摩擦等特性的減摩抗磨碳基薄膜材料具有極其重要的價值和意義。本論文采用反應(yīng)磁控濺射技術(shù)成功制備了系列金屬摻雜復(fù)合類金剛石碳膜,基于大氣環(huán)境下的干摩擦和水環(huán)境下的水潤滑摩擦,系統(tǒng)考察了制備過程中的甲烷流量對金屬元素?fù)诫s復(fù)合DLC薄膜的微結(jié)構(gòu)和摩擦學(xué)性能的影響,主要結(jié)論如下:1.隨著甲烷流量的增大,Ti/a-C:H復(fù)合薄膜的厚度降低,碳原子的sp~3雜化鍵在薄膜中含量呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。大氣環(huán)境中Ti/a-C:H復(fù)合薄膜的摩擦系數(shù)與磨損率均隨著甲烷流量的逐漸增加呈現(xiàn)先降低后上升的變化規(guī)律;甲烷流量為12sccm的條件下所制備Ti/a-C:H復(fù)合薄膜具有最低的摩擦系數(shù)和磨損率,分別為0.09和6.8×10-7mm3/Nm,同時其在水環(huán)境條件下也表現(xiàn)出良好的摩擦學(xué)性能,摩擦系數(shù)和磨損率分別為0.08和5.1×10-7mm3/Nm。2.采用直流反應(yīng)磁控濺射系統(tǒng)沉積Cr/a-C:H復(fù)合薄膜時,甲烷流量為20sccm的條件下所沉積的Cr/a-C:H復(fù)合薄膜中摻雜有最佳的金屬Cr元素含量,此時Cr/a-C:H復(fù)合薄膜具有較高的硬度與高的薄膜與基底之間的結(jié)合力,并在大氣環(huán)境下能得到最低的摩擦系數(shù),同時薄膜的磨損率也最低。在去離子水潤滑條件下Cr/a-C:H復(fù)合薄膜測試得到的摩擦系數(shù)和磨損率比在大氣環(huán)境下測試得到的要低,Cr/a-C:H復(fù)合薄膜在水環(huán)境中具有更優(yōu)秀的摩擦學(xué)性能。3.制備的Fe/a-C:H復(fù)合薄膜具有典型的金屬摻雜復(fù)合類金剛石碳膜微結(jié)構(gòu)。在甲烷流量為18sccm的制備條件下所制備的Fe/a-C:H復(fù)合薄膜在大氣環(huán)境和去離子水水潤滑條件下均具有最低的摩擦系數(shù)和最佳的抗磨損性能,并且在去離子水潤滑的條件下薄膜表現(xiàn)出的摩擦系數(shù)和磨損率比大氣環(huán)境下的相對要低。
【關(guān)鍵詞】：磁控濺射 復(fù)合類金剛石碳膜 摩擦學(xué)性能 水環(huán)境
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-17
• 1.1 類金剛石碳基薄膜材料的概述7-13
• 1.1.1 類金剛石碳基薄膜的結(jié)構(gòu)和種類7-9
• 1.1.2 類金剛石碳基薄膜的性能與應(yīng)用9-10
• 1.1.3 類金剛石碳基薄膜的制備方法10-11
• 1.1.4 類金剛石碳基薄膜存在的問題11-13
• 1.2 金屬摻雜復(fù)合類金剛石碳膜的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 碳化物金屬摻雜復(fù)合類金剛石碳膜13-14
• 1.2.2 非碳化物金屬摻雜復(fù)合類金剛石碳膜14-15
• 1.3 本課題的研究意義和研究內(nèi)容15-17
• 1.3.1 課題的研究意義15-16
• 1.3.2 課題的研究內(nèi)容16-17
• 第二章 Ti/a-C:H復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)和性能的研究17-29
• 2.1 前言17-18
• 2.2 實驗過程18-19
• 2.2.1 薄膜的制備18
• 2.2.2 薄膜的表征18-19
• 2.3 結(jié)果與討論19-28
• 2.3.1 微結(jié)構(gòu)19-23
• 2.3.4 機(jī)械性能23-24
• 2.3.5 摩擦磨損行為24-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 Cr/a-C:H復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)和性能的研究29-40
• 3.1 前言29
• 3.2 實驗部分29-30
• 3.2.1 薄膜的制備29-30
• 3.2.2 薄膜的表征30
• 3.3 實驗結(jié)果30-37
• 3.3.1 微結(jié)構(gòu)30-33
• 3.3.2 機(jī)械性能33-34
• 3.3.3 摩擦磨損行為34-37
• 3.4 結(jié)果討論37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 Fe/a-C:H復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)和性能的研究40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 實驗部分40-41
• 4.2.1 薄膜的制備40-41
• 4.2.2 薄膜的表征41
• 4.3 實驗結(jié)果41-48
• 4.3.1 微結(jié)構(gòu)41-44
• 4.3.2 機(jī)械性能44-45
• 4.3.3 摩擦磨損行為45-48
• 4.4 結(jié)果討論48-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第五章 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 致謝57-58
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果58-59

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