碳基非晶镀层的纳米晶诱发机理及其摩擦学性能研究

发布时间：2018-11-11 00:56

【摘要】：采用磁控溅射离子镀技术制备了一组不同Cr含量的碳基离子镀层,利用XRD、SEM、TEM、XPS及Raman光谱对镀层的微观结构进行了表征,并分析了微观结构对镀层的力学性能及摩擦学性能的影响。实验结果表明:随着Cr含量的增加,碳基镀层从典型的非晶结构转变为纳米晶/非晶复合结构,sp2杂化键含量逐渐增加,sp3杂化键含量逐渐减少,并且碳基镀层的硬度和内应力均随着Cr含量的增加而呈现减小的趋势。微量的金属Cr掺杂可有效地降低镀层的摩擦系数和比磨损率。过量的Cr掺杂虽有利于sp2杂化键含量的提高,但金属相的弥散分布导致了碳基镀层摩擦系数和比磨损率的增大,摩擦学性能变差。
[Abstract]:A group of carbon based ion coatings with different Cr content were prepared by magnetron sputtering ion plating technique. The microstructure of the coating was characterized by XRD,SEM,TEM,XPS and Raman spectra. The effect of microstructure on the mechanical and tribological properties of the coating was analyzed. The experimental results show that with the increase of Cr content, the carbon based coating changes from typical amorphous structure to nanocrystalline / amorphous composite structure, the content of sp2 hybrid bond increases gradually, and the content of sp3 hybrid bond decreases gradually. The hardness and internal stress of carbon based coating decrease with the increase of Cr content. Trace metal Cr doping can effectively reduce the friction coefficient and specific wear rate of the coating. Excessive Cr doping is beneficial to the increase of sp2 hybrid bond content, but the dispersion distribution of metal phase leads to the increase of friction coefficient and specific wear rate of carbon-based coating and the deterioration of tribological properties.
【作者单位】： 西安理工大学材料科学与工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目No.51271144~~
【分类号】：TG174.4

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本文编号：2324056