海水环境高性能类石墨碳薄膜摩擦学研究
[Abstract]:Mechanical seals are widely used in hydraulic transmission, pumps, valves, reactors and other equipment. However, the existing friction pair materials can not meet the sealing requirements in harsh environment (seawater environment), so it is imperative to develop new materials. In this thesis, the high performance Cr/GLC carbon based films deposited on stainless steel and monocrystalline silicon by unbalanced magnetron sputtering were studied. The tribological behaviors of the graphite carbon based films with typical metal pairs (316L / 440C) and ceramic pairs (Si3N4,SiC,WC,Al2O3,ZrO2) under simulated seawater environment were also studied. The textured Cr/GLC carbon based films were fabricated on the surface of monocrystalline silicon by the method of plasma etching and magnetron sputtering. The tribological behaviors in atmosphere, water and simulated seawater were studied. It provides experimental basis and theoretical guidance for selection of pair and improvement of tribological properties of Cr/GLC film in seawater environment. The tribological properties of Cr/GLC thin film and metal pair (316L ~ (440C) and ceramic pair (Si3N4,SiC,WC,Al2O3,ZrO2) in simulated seawater environment have been studied systematically, and the tribological properties of the metal pair (316L / 440C) and ceramic pair (Si3N4,SiC,WC,Al2O3,ZrO2) have been studied. The results show that the wear mechanism of GLC-Ti and GLC-H62 is local fracture when the friction coefficient between GLC film and metal pair is 0.083-0.179 under the same condition, and the wear mechanism of GLC-Al pair is adhesive wear. The friction coefficient of GLC film and ceramic pair is 0.06-0.11. The wear morphology of GLC films shows that there is neither adhesive wear nor local fracture wear in GLC films. The tribological properties of GLC film are better than that of GLC film and ceramic pair. Cr/GLC carbon based films were prepared by plasma etching technique on the surface of monocrystalline silicon with different size micropits (5.5 m ~ (-1) ~ (1.5) m ~ (-1) ~ (6) nm ~ (-1) none. The tribological properties in atmosphere, water and simulated seawater were studied by using unbalanced magnetron sputtering technique. In these three environments, the friction coefficient of textured Cr/GLC thin films decreases first from large to small and then increases from large to small. The size of 1.5m textured Cr/GLC films exhibits low friction performance, while in liquid lubrication (water and simulated seawater), the friction coefficient of textured Cr/GLC thin films decreases firstly and then increases. The wear of textured Cr/GLC films decreased first from large to small and then increased. The size of 600nm textured Cr/GLC thin films showed low wear.
【学位授予单位】:哈尔滨师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P754.5
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,本文编号:2239498
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