不锈钢、铝、铜合金表面超厚类金刚石薄膜的制备及其摩擦学性能研究
来源期刊：材料保护2020年第5期
论文作者：李安 陈庆春 王云锋 张广安
文章页码：63 - 141
关键词：不锈钢;铝合金;铜合金;超厚类金刚石薄膜;制备;磨擦学性能;
摘 要：为了提高不锈钢、铝、铜合金的使用寿命及应用范围,采用等离子体增强化学气相沉积技术在3种不同基底上沉积超厚类金刚石（DLC）薄膜（28.3μm）。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、纳米压痕仪、划痕仪、球-盘摩擦试验机等表征方法对沉积在不锈钢、铝、铜合金表面上的超厚DLC薄膜进行性能测试分析。结果表明:铜合金基底上的超厚DLC薄膜由于其内应力过大出现部分剥落,不锈钢、铝合金基底上所制备的超厚DLC薄膜结构致密、膜基结合界面良好;不锈钢、铝、铜合金与碳的晶格不匹配性依次变大导致超厚DLC薄膜硬度与结合力依次变差。摩擦学性能测试表明,2 N载荷下摩擦系数可低至0.15,磨损率在（5.641～6.575）×10-7 mm3/（N·m）范围内小幅度变化; 10 N载荷下铜合金基底上的超厚DLC薄膜因其内应力较大并且分布不均匀造成摩擦系数的急剧升高,薄膜被磨穿。铝合金上的超厚DLC薄膜磨损率最低,为3.204×10-7mm3/（N·m）。
李安1,2，陈庆春2，王云锋1，张广安3
1. 兰州交通大学材料科学与工程学院2. 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室3. 中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室
摘 要：为了提高不锈钢、铝、铜合金的使用寿命及应用范围,采用等离子体增强化学气相沉积技术在3种不同基底上沉积超厚类金刚石（DLC）薄膜（28.3μm）。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、纳米压痕仪、划痕仪、球-盘摩擦试验机等表征方法对沉积在不锈钢、铝、铜合金表面上的超厚DLC薄膜进行性能测试分析。结果表明:铜合金基底上的超厚DLC薄膜由于其内应力过大出现部分剥落,不锈钢、铝合金基底上所制备的超厚DLC薄膜结构致密、膜基结合界面良好;不锈钢、铝、铜合金与碳的晶格不匹配性依次变大导致超厚DLC薄膜硬度与结合力依次变差。摩擦学性能测试表明,2 N载荷下摩擦系数可低至0.15,磨损率在（5.641～6.575）×10-7 mm3/（N·m）范围内小幅度变化; 10 N载荷下铜合金基底上的超厚DLC薄膜因其内应力较大并且分布不均匀造成摩擦系数的急剧升高,薄膜被磨穿。铝合金上的超厚DLC薄膜磨损率最低,为3.204×10-7mm3/（N·m）。
关键词：不锈钢;铝合金;铜合金;超厚类金刚石薄膜;制备;磨擦学性能;
