高性能CVD金刚石薄膜涂层轴承支撑器的制备和应用

发布时间：2020-05-04 19:31

【摘要】： 本文对低摩擦系数金刚石薄膜的研究现状和发展趋势进行了综合评述,从低摩擦系数金刚石薄膜的沉积原理和工艺以及金刚石薄膜效应表征等方面分析了国内外最新研究成果,比较了常规和低摩擦系数金刚石薄膜不同沉积工艺和形核生长机理,对低摩擦系数金刚石薄膜的硬度、内应力、摩擦特性等机械性能也作了概述,在此基础上,提出在常规金刚石薄膜基础上沉积低摩擦系数金刚石薄膜的组成复合涂层的新方法。 CVD金刚石薄膜具有天然金刚石的高硬度、高导热系数、低摩擦系数和低热膨胀系数等优异性能。随着CVD沉积技术的不断成熟,金刚石薄膜实际应用受到越来越广泛的重视。然而,由于常规金刚石涂层表层晶粒粗大、表面粗糙、很难抛光,直接限制了CVD金刚石薄膜在摩擦磨损领域的应用。与之相比,低摩擦系数的金刚石薄膜则具有表面光滑平整,表面粗糙度远低于常规金刚石薄膜,摩擦系数小以及硬度略低于常规金刚石薄膜便于后续抛光处理等特性。低摩擦系数金刚石薄膜可大大拓展金刚石薄膜在支撑器、微机电系统(MEMS)等领域中的应用。在轴承支撑器和耐磨器件表面最容易获得实际使用效果和实现产业化。制备大面积、均匀平坦的金刚石薄膜,对CVD金刚石薄膜在支撑器和耐磨器件等方面应用具有重要意义。 本文采用热丝CVD法(HFCVD),以丙酮和氢气为原料,在硬质合金YG6(WC-Co6%)衬底上沉积高质量金刚石薄膜和金刚石复合薄膜,以及在光滑硬质合金YG6衬底上直接沉积低摩擦系数金刚石薄膜,并采用扫
【图文】：

的就是沉积有 CVD 金刚石薄膜的支撑器、模具、支撑器等。然而，在如：薄膜与衬底的结合强度的问题；薄膜沉积速度和后续处理问题。、附着力强但表面粗糙不易抛光；低摩擦系数金刚石薄膜则具有表面硬度比常规金刚石薄膜低 10%－20%等特点，其表面粗糙度远低于常底间附着强度低且沉积速度低。因此，要实现金刚石薄膜的广泛实际或沉积工艺参数来沉积金刚石薄膜，以获取最佳的晶粒度及表面连涂层既有常规金刚石的优点，又有低摩擦系数金刚石薄膜的优点，是在支撑器、模具、支撑器和耐磨器件等方面应用的好途径。 CVD 法在硬质合金 YG6（WC-Co6%）衬底上沉积常规金刚石薄膜和低，然后对制备出的常规金刚石薄膜和低摩擦系数金刚石涂层进行多项硬质合金 YG6（WC-Co6%）衬底进行各种预处理，包括酸洗、硼化处的硬质合金衬底表面，沉积常规金刚石薄膜涂层和低摩擦系数金刚石实验方法

渗硼预处理采用了固体渗硼法，图2-2.c 和图 2-2.d 分别是试样 3 和试样 4 渗硼的表面形貌，可以看到试样 3 因为渗硼较深的缘故，衬底颜色发暗，有孔洞；试样 4 渗硼后的表面孔洞较少，颗粒细小，渗硼层连续。（a）试样 1 （b）试样 2
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH133.3

【参考文献】

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本文编号：2648879