固体润滑表面织构化CVD金刚石涂层制备的基础研究

发布时间：2023-02-06 17:35

　　CVD金刚石具有诸多优异的性能,在刀具涂层领域有着广阔的应用前景。由于CVD金刚石涂层与基底间过低的附着力,和铁、钛较强的亲和力,易造成涂层脱落和刀具快速磨损等问题,这制约着CVD金刚石涂层刀具在切削钢材和钛合金方面的应用。表面织构技术和固体润滑相能有效改善摩擦特性,可提升涂层刀具的切削性能。为提升CVD金刚石涂层的性能,本文开展了预织构的参数设计和加工、表面织构化CVD金刚石涂层制备、固体润滑CVD金刚石复织构涂层性能评价等方面的研究工作,这对织构化CVD金刚石涂层的设计和制造具有重要的应用价值。本文的主要工作和成果如下:1、开展了衬底预织构的参数设计和加工研究。根据工艺要求和材料性能选择了合适的衬底材料。分析了不同摩擦状态下表面织构的减摩原理,进行了预织构的参数设计、建模和加工,采用ICP刻蚀技术获得了高质量衬底。2、开展了热丝CVD法沉积CVD金刚石涂层的工艺研究。分析了热丝CVD法的形核生长过程和涂层沉积质量的影响要素,进行了不同衬底表面预处理、碳源浓度、衬底温度和沉积时长下的沉积质量对比实验,优化了沉积条件和工艺参数。3、开展了织构化CVD金刚石涂层沉积实验,获得了致密均匀、...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 CVD金刚石涂层的制备与研究状况
        1.1.1 CVD金刚石涂层的制备
        1.1.2 CVD金刚石涂层的研究状况
        1.1.3 金刚石涂层现存问题
    1.2 表面织构的加工及应用
        1.2.1 表面织构简介
        1.2.2 表面织构加工技术
        1.2.3 表面织构的应用
    1.3 研究内容与意义
第二章 衬底表面织构的参数设计与加工
    2.1 引言
    2.2 衬底表面织构参数设计
        2.2.1 衬底材料选择
        2.2.2 表面织构参数模型
        2.2.3 表面织构参数设计
    2.3 衬底表面织构加工
        2.3.1 衬底加工方法
        2.3.2 表面织构刻蚀
        2.3.3 刻蚀结果与分析
    2.4 本章小结
第三章 CVD金刚石表面织构化涂层的制备及其减摩性能研究
    3.1 引言
    3.2 CVD金刚石的形核与生长
    3.3 金刚石薄膜生长的影响因素
    3.4 HFCVD法金刚石沉积工艺实验
        3.4.1 实验条件
        3.4.2 衬底的表面预处理
        3.4.3 HFCVD法工艺实验
    3.5 HFCVD法制备表面织构化金刚石涂层
        3.5.1 正交试验设计
        3.5.2 织构化涂层沉积实验
        3.5.3 干摩擦系数测试实验
        3.5.4 测试结果与分析
    3.6 本章小结
第四章 固体润滑相复织构涂层的制备及其润滑性能研究
    4.1 引言
    4.2 固体润滑相选择
    4.3 磁控溅射法制备MoS2固体润滑相
        4.3.1 磁控溅射技术
        4.3.2 正交试验设计
        4.3.3 MoS₂ 沉积实验
        4.3.4 测试结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3736327