類金剛石薄膜（DLC）已經(jīng)被研究了六十多年,但仍然以其優(yōu)異的摩擦學性能和化學惰性等受到研究人員的關注。研究發(fā)現(xiàn)通過鎢元素摻雜可以控制薄膜中相互交聯(lián)碳基網(wǎng)絡的成鍵方式,改變sp2與sp3雜化鍵比例,有效改善薄膜的綜合性能,增強薄膜在惡劣環(huán)境中的適應性。但是WC/DLC薄膜在水基環(huán)境中的研究和報道相對較少,特別是在水基環(huán)境中的摩擦與失效機理還沒有被清楚地闡述。因此本文通過非平衡磁控濺射復合等離子體增強氣相沉積法制備了系列WC/a-C:H薄膜,通過通過X射線衍射（XRD）、拉曼光譜（Raman）、掃描電鏡（SEM）、X射線光電子能譜（XPS）、透射電鏡（TEM）、納米壓痕儀、劃痕儀和摩擦實驗機等儀器對薄膜的結(jié)構(gòu)與性能進行了表征。主要研究如下:沉積的WC/a-C:H薄膜具有柱狀晶致密結(jié)構(gòu),包含β-WC_1-x納米晶和非晶碳基質(zhì)。隨著濺射靶電流與功率的上升,WC/a-C:H系列薄膜膜基結(jié)合力上升,硬度和彈性模量降低,主要是由于WC/a-C:H薄膜中WC含量增加sp2含量升高所致。在濺射靶功率為1.4 kW的條件下,獲得了結(jié)構(gòu)致密與性能優(yōu)良的WC/a-C:H薄膜（S2）,硬度和... 

【文章來源】：昆明理工大學云南省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鎢摻雜類金剛石薄膜材料
        1.1.1 類金剛石薄膜材料
        1.1.2 元素摻雜類金剛石薄膜材料
        1.1.3 鎢摻雜類金剛石薄膜材料研究進展
    1.2 水潤滑類金剛石薄膜材料
        1.2.1 水潤滑材料
        1.2.2 類金剛石薄膜材料水潤滑效應
        1.2.3 元素摻雜類金剛石薄膜水潤滑研究進展
    1.3 本論文研究意義及內(nèi)容
        1.3.1 選題依據(jù)及研究內(nèi)容
第二章 實驗設備及分析測試方法
    2.1 沉積設備及原理
    2.2 薄膜結(jié)構(gòu)與性能表征方法
        2.2.1 微觀形貌
        2.2.2 成分與結(jié)構(gòu)
        2.2.3 力學性能
        2.2.4 摩擦學性能
    2.3 本章小結(jié)
第三章 工藝參數(shù)對WC/a-C:H薄膜的結(jié)構(gòu)及性能影響
    3.1 濺射靶電流對WC/a-C:H薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響
        3.1.1 不同靶電流薄膜的制備
        3.1.2 不同靶電流下薄膜的結(jié)構(gòu)與性能
        3.1.3 不同靶電流下薄膜摩擦學行為分析
    3.2 濺射靶功率對WC/a-C:H薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響
        3.2.1 不同靶功率薄膜的制備
        3.2.2 不同靶功率下薄膜結(jié)構(gòu)與性能
        3.2.3 不同靶功率薄膜摩擦學行為分析
    3.3 不同基體上WC/a-C:H薄膜摩擦學承載能力對比研究
        3.3.1 WC/a-C:H薄膜承載能力對比及失效機理分析
        3.3.2 WC/a-C:H摩擦學承載能力判斷機理討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 WC/a-C:H薄膜水基環(huán)境摩擦學行為研究
    4.1 WC/a-C:H薄膜在不同環(huán)境中與摩擦副的響應性研究
        4.1.1 薄膜在不同環(huán)境中的摩擦磨損
        4.1.2 摩擦機理分析
    4.2 乳化液中WC/a-C:H薄膜的摩擦學性能研究
        4.2.1 不同油含量乳化液的制備
        4.2.2 乳化液中薄膜的摩擦磨損
        4.2.3 摩擦機理分析
    4.3 海水中WC/a-C:H薄膜結(jié)構(gòu)和摩擦學性能研究
        4.3.1 不同偏壓WC/a-C:H薄膜的制備
        4.3.2 WC/a-C:H薄膜的結(jié)構(gòu)與力學性能
        4.3.3 海水中WC/a-C:H薄膜的摩擦磨損
        4.3.4 摩擦機理分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄A：攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及所獲獎勵
附錄B：參與的科研項目



本文編號：2936912