纳米复合类金刚石薄膜的结构及摩擦学性能研究

发布时间：2020-12-21 06:54

　　类金刚石（DLC）薄膜是一种新型的润滑材料,具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨性和良好的化学稳定性等优异性能,有望满足苛刻工况条件下的应用要求。但其自身存在一些缺陷（如较高的内应力、摩擦学性能对环境依赖性等）限制了它在实际中的应用。研究表明,纳米复合DLC薄膜具有较高的强度和韧性,而且在多种环境中的摩擦学性能优异,这为解决上述问题提供了思路。因此,本论文通过射频磁控溅射技术制备了Si单元掺杂、Si-Ag及Si-Cu双元掺杂DLC薄膜,考察了掺杂元素及其含量对薄膜的化学组成、微结构以及力学性能的影响,重点研究了不同类型掺杂的DLC薄膜的摩擦学性能,并探讨相关机理。主要成果如下:（1）通过射频磁控溅射镀膜技术制备一系列不同Si含量的DLC复合薄膜。研究Si含量对薄膜组成、微观结构、力学及模拟酸雨中摩擦学性能的影响。结果表明,随着Si含量的增加,薄膜中sp3C含量增加。在含量为8.33 at.%时,有Si C形成,薄膜的硬度最高。此类薄膜在酸雨中具有优异的摩擦学性能,而且在低载、低速及短时间滑动条件下,摩擦界面处就能生成硅酸润滑相。（2）考察Si及Ag元素共掺对DLC薄膜结构与性能的影响。结果表... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 类金刚石薄膜的结构组成、性能及应用
        1.1.1 类金刚石薄膜的结构组成
        1.1.2 类金刚石薄膜的性能及应用
    1.2 类金刚石薄膜的制备方法
    1.3 类金刚石薄膜的摩擦学性能影响因素
    1.4 论文的选题依据及研究内容
第二章 类金刚石薄膜的制备、表征与测试
    2.1 射频磁控溅射原理与设备
    2.2 薄膜制备工艺
    2.3 薄膜的结构与性能表征
        2.3.1 薄膜结构分析
        2.3.2 薄膜表面形貌分析
        2.3.3 薄膜力学性能分析
        2.3.4 薄膜摩擦学性能分析
第三章Si/DLC薄膜的制备、结构及其摩擦学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验仪器及材料
    3.3 Si/DLC薄膜的制备
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 薄膜的XPS分析
        3.4.2 薄膜的Raman分析
        3.4.3 薄膜的FT-IR分析
        3.4.4 薄膜的AFM分析
        3.4.5 薄膜的力学性能
        3.4.6 薄膜在酸雨模拟液中的摩擦学性能
    3.5 本章小结
第四章Si（Ag）/DLC薄膜的制备、结构及其摩擦学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验仪器及材料
    4.3 Si（Ag）/DLC薄膜的制备
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 薄膜的XPS分析
        4.4.2 薄膜的Raman分析
        4.4.3 薄膜的XRD分析
        4.4.4 薄膜的FT-IR分析
        4.4.5 薄膜的AFM分析
        4.4.6 薄膜的力学性能
        4.4.7 薄膜的摩擦学性能
    4.5 不同掺杂的DLC薄膜摩擦学性能
    4.6 不同掺杂的DLC薄膜腐蚀性能
    4.7 本章小结
第五章Si（Cu）/DLC薄膜的制备、结构及其力学性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验仪器及材料
    5.3 Si（Cu）/DLC薄膜的制备
    5.4 结果与讨论
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2929401