Ti-C→DLC梯度复合膜及其摩擦性能

在GCr15轴承钢基体上制备了Ti－C→DLC梯度复合膜．对其深度成分分布、化学结构及其在试验室环境下对GCr15商品钢球的摩擦性能进行了研究．结果表明，在轴承钢基体与DLC膜之间形成了Ti，C成分呈梯度变化的Ti－C过渡层，C和对以TiC态和游离态两种化学状态存在．Ti—C梯度过渡层对摩擦承载能力起着关键性的影响，Ti－C→DLC梯度复合膜具有高的摩擦持久寿命和稳定的低摩擦系数，其摩擦系数约为0．16左右．

碳氧化硅过渡层对玻璃基DLC薄膜性能的影响

采用射频-直流磁控溅射法,首先通过不同沉积时间在普通玻璃基底表面得到了不同厚度的碳氧化硅过渡层,然后在过渡层上沉积DLC薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、共焦显微拉曼光谱仪(Raman)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、全自动显微硬度仪、紫外可见分光光度计,研究了不同沉积时间下碳氧化硅层对DLC薄膜的结构组成、表面形貌、表面硬度、可见光区域内透过率性能的影响。结果表明,随着沉积碳氧化硅层时间的增加,DLC薄膜样品硬度先增大后减小,可见光区平均透过率逐渐下降;当沉积过渡层时间为5 min时,DLC薄膜样品的玻璃硬度值最大(795 HV),相比未镀膜的玻璃基片(610 HV),硬度值增加了30. 33%,可见光区域内平均透过率为58. 47%。

Cr基过渡层对钛合金表面类金刚石薄膜摩擦学性能的影响

采用磁控溅射技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备Cr、Cr/Cr N和Cr/Cr N/Cr NC过渡层结构的类金刚石(DLC)薄膜。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪与原子力显微镜分析薄膜的结构和表面形貌,利用纳米压痕仪、薄膜内应力测试仪、划痕测试仪、摩擦试验机和二维轮廓仪研究薄膜的硬度、内应力、结合力和摩擦磨损性能。结果表明:随着Cr基梯度过渡层的引入,DLC薄膜的内应力逐渐下降,结合力逐渐上升。Cr/Cr N/Cr NC/DLC薄膜具有优异减摩抗磨性能,摩擦因数和磨损率低至0.09±0.02和(1.89±0.15)×10-7 mm3/N·m。试验结果对钛合金表面高性能DLC薄膜制备及应用具有一定的参考价值和指导意义。

不锈钢(3Cr13)镀类金刚石薄膜的研究

利用脉冲真空电弧离子镀技术在3Cr13不锈钢基底上制备类金刚石(DLC)薄膜,采用X射线光电子能谱技术分析DLC薄膜中sp3键及sp2键含量和组分.采用显微硬度计测试了薄膜的显微硬度,利用扫描电镜测试了膜的表面形貌.划痕仪测试了薄膜与不锈钢基底的结合强度.结果表明:所镀制的类金刚石薄膜品质优良,类金刚石中sp3键含量较高,sp3/sp2=1.63,具有良好的表面形貌,在不锈钢上沉积DLC膜后明显提高了不锈钢的硬度,Ti过渡层的引入明显的改善了膜与不锈钢之间的结合强度.

类金刚石薄膜膜基结合强度优化技术研究进展

类金刚石膜是由sp2键合的石墨与sp3键合的金刚石组成的一类碳膜,具备石墨的润滑特性和金刚石的高硬度,在降低摩擦因数、耐磨等方面具有重要应用价值。但薄膜较大的残余应力以及膜基结合问题的存在,限制了其在机械、电子、医学等范围内的普遍应用。国内外研究表明,掺杂元素、生成过渡层、设计多层膜成为有效改善类金刚石薄膜膜基结合强度的关键技术。介绍了掺杂单一元素、多元素,生成过渡层、设计多层膜等技术在类金刚石薄膜成形、强化中的作用机理,以及使用过程中的优点,如低的摩擦因数和内应力、高的耐磨性、与基体良好的结合性和优越的高温性能等;归纳了这4类技术的不足和待完善之处。提出今后的研究可以向着超厚薄膜、多元素掺杂薄膜、软硬交替多层膜结构的设计发展。优化计算机系统软件,使薄膜形貌、膜厚检测技术更加成熟,这也是以后的研究重点。