类石墨非晶碳膜与不同硅油构建的固-油协同润滑研究

硅油由于具有良好的化学稳定性、黏温特性和耐高温等性能,在机械设备的润滑方面发挥了重要作用.但是在边界润滑条件下,硅油在常见金属摩擦副界面的摩擦系数较高且造成的磨损较大,润滑效果不理想.利用类石墨非晶碳与硅油构建固-油协同润滑体系,对比研究了氢离子注入改性前后的类石墨非晶碳膜(GLC)与不同基团封端硅油的固-油复合边界润滑条件下的摩擦学性能.结果表明:类石墨碳膜与硅油复合后表现出显著的固-油协同润滑效应,其摩擦系数低至0.02,磨损率低至5.3×10^(−8 )mm^(3)/(N·m).相比于注入改性的GLC膜,未改性GLC膜与含有极性基团封端的硅油复合表现出更低的摩擦系数.这可能主要源于未改性GLC膜的碳原子主要以sp^(2)杂化键存在,其π电子能够与硅油的极性基团产生偶极诱导作用,使油膜在摩擦界面吸附更为稳固.但是,注入改性的GLC膜由于力学性能的改善,其与多数类型的硅油复合后的抗磨损性能总体优于未注入的GLC膜.