退火温度对DLC膜热稳定性及摩擦学性能的影响

作     者：曾群锋 刘官 彭润玲 董光能 徐飞燕 Zeng Qunfeng;Liu Guan;Peng Runling;Dong Guangneng;Xu Feiyan

作者机构：西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 西安工业大学机电工程学院西安710021 

出 版 物：《真空科学与技术学报》 (Chinese Journal of Vacuum Science and Technology)

年 卷 期：2015年第35卷第5期

页      面：601-607页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 0817[工学-化学工程与技术] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51305331) 教育部博士点基金项目(20120201120040) 陕西省工业科技攻关计划项目(2013K09-20) 中央高校基本科研业务费资助课题 

主　　题：类金刚石膜 退火温度 摩擦学性能 Raman光谱 

摘      要：采用非平衡磁控溅射技术分别在氮化硅陶瓷球和高速工具钢圆盘表面制备了类金刚石(DLC)膜。使用箱式电阻炉对DLC膜在大气环境中进行高温退火处理以研究环境温度对DLC膜摩擦学性能的影响;并分别采用激光拉曼光谱仪和球-盘式摩擦磨损试验机对退火处理前后DLC膜的结构和摩擦学性能进行了研究。采用金相显微镜观察了摩擦副磨损表面的形貌。研究发现,随着退火温度的升高,DLC膜中sp3杂化键向sp2杂化键的转化加快,当退火温度为600℃时,DLC膜发生严重的石墨化。而当退火温度为400℃时,DLC膜的摩擦系数及磨损率最小。拉曼测试表明400℃退火处理后DLC膜表层含有Si及SiO2,在摩擦过程中形成了含SiC的转移膜,使得DLC膜的摩擦系数明显降低,磨损减小。研究结果表明,退火处理对DLC膜的热稳定性和摩擦学性能有重要的影响。