含氢类金刚石涂层在船用柴油机柱塞上的应用
发布时间：2021-08-26 00:17
利用磁控溅射和等离子增强化学气相沉积复合技术,以Cr、WC、石墨为靶材,Ar和C2H2为工作气体,在船用低速柴油机柱塞上涂覆了过渡层依次为Cr、WC的含氢类金刚石涂层。结果表明:涂层晶体生长良好,结构连续致密,均未出现分层、开裂及剥离的现象;涂层相对光滑,大幅度提高了柱塞表面的纳米硬度与弹性模量,同时降低了在重柴油环境下的摩擦因数,长时间的台架试验后未涂覆涂层的柱塞表面出现非常明显的平行状沟槽磨痕,而且整体磨损比较严重,而涂覆涂层的柱塞表面磨痕非常窄且浅,数量较少,类金刚石涂层可以明显提高柱塞表面的耐磨损性能。
【文章来源】：金属热处理. 2020,45(11)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
柱塞及试片的尺寸示意图
图2为柱塞涂层的SEM照片与能谱分析。图2(a)表明涂层晶粒尺寸均为亚微米级别，表面比较致密光滑，但存在少许的大颗粒。图2(b)显示过渡层及功能层晶体生长良好、结构连续致密，界面未出现分层、开裂及剥离现象;由里至外(Cr/WC/DLC)柱状现象及其晶粒度减小，这有利于增强对界面位错滑移的阻碍能力，提高涂层与基体之间的结合强度与断裂韧性[15-16]。从图2(c)线扫描能谱中能清楚看出柱塞基体、Cr、WC过渡层及DLC功能层所含的主要元素。2.1.2 拉曼光谱检测
柱塞DLC涂层表面的拉曼光谱如图3所示。从图谱中可同时看到宽化的D峰和明显的G峰，表明该含氢DLC涂层主要由非晶碳相组成，经过高斯拟合后，涂层的D峰和G峰分别位于约1380 cm-1和约1568 cm-1处，通常以两峰的强度之比(ID/IG)表示DLC涂层内部sp2与sp3键相对含量之比，ID/IG值越小，则sp3相含量越高，薄膜的硬度越大。经计算，图3中两峰的强度之比ID/IG≈1.6，远高于sp3含量高的Ta-C(四面体非晶碳膜，ID/IG≈0.1)，表明涂层中含有较多的sp2键结构，即存在较多的石墨相结构[17-19]。2.1.3 XRD图谱检测
本文编号：3363152
【文章来源】：金属热处理. 2020,45(11)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
柱塞及试片的尺寸示意图
图2为柱塞涂层的SEM照片与能谱分析。图2(a)表明涂层晶粒尺寸均为亚微米级别，表面比较致密光滑，但存在少许的大颗粒。图2(b)显示过渡层及功能层晶体生长良好、结构连续致密，界面未出现分层、开裂及剥离现象;由里至外(Cr/WC/DLC)柱状现象及其晶粒度减小，这有利于增强对界面位错滑移的阻碍能力，提高涂层与基体之间的结合强度与断裂韧性[15-16]。从图2(c)线扫描能谱中能清楚看出柱塞基体、Cr、WC过渡层及DLC功能层所含的主要元素。2.1.2 拉曼光谱检测
柱塞DLC涂层表面的拉曼光谱如图3所示。从图谱中可同时看到宽化的D峰和明显的G峰，表明该含氢DLC涂层主要由非晶碳相组成，经过高斯拟合后，涂层的D峰和G峰分别位于约1380 cm-1和约1568 cm-1处，通常以两峰的强度之比(ID/IG)表示DLC涂层内部sp2与sp3键相对含量之比，ID/IG值越小，则sp3相含量越高，薄膜的硬度越大。经计算，图3中两峰的强度之比ID/IG≈1.6，远高于sp3含量高的Ta-C(四面体非晶碳膜，ID/IG≈0.1)，表明涂层中含有较多的sp2键结构，即存在较多的石墨相结构[17-19]。2.1.3 XRD图谱检测
本文编号：3363152
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3363152.html
