發(fā)布時間：2021-06-30 10:41

  本論文主要通過離子束濺射的方法制備了Si摻雜的類金剛石(DLC)單層薄膜和不同亞層模量比以及不同亞層厚度比的多層薄膜,通過改變單層薄膜中Si摻雜含量以及多層薄膜的亞層模量比和亞層厚度比來研究其對薄膜微觀結構和機械性能的影響。并且首次添加納米顆粒Ni和WS2于PAO中與制得的摻Si的DLC單層膜和多層膜組成固液潤滑系統(tǒng),來研究不同的納米顆粒潤滑劑對此種固液潤滑系統(tǒng)摩擦學性能的影響,探究其中潤滑機理,系統(tǒng)總結規(guī)律。(1)采用離子束濺射的方法制備了一系列不同Si含量摻雜的DLC單層薄膜,結果顯示,由于Si的摻雜取代C生成的C-Si鍵能小,大幅度的降低了薄膜的內(nèi)應力。并且由于C-Si鍵結合能小于C-C鍵,薄膜的硬度和模量都隨著Si含量增加而減小。摻雜Si后,薄膜的減摩性能得到大大提高,這主要受到摩擦反應后生成的Si的氧化物轉(zhuǎn)移膜影響。(2)通過離子束濺射的方法制備了不同模量比和不同厚度比的Si摻雜的DLC多層薄膜,對其機械性能表征結果顯示,對于不同模量比的DLC多層薄膜,薄膜多層層狀結構明顯,總厚度在500nm左右。由于軟層可以充當硬層的緩沖層釋放內(nèi)應力,故隨著模量比和軟層相對厚度的增加,多層薄膜的內(nèi)應力呈現(xiàn)一種降低的趨勢。由于較軟層通過塑性變形更容易使裂紋鈍化和偏轉(zhuǎn),故多層薄膜硬度隨著模量比的增加而增大;硬度較高時,表面承載能力較大,抗磨性能也較好。當固定模量比,亞層厚度相同時,可以避免較厚單層的存在,限制了裂紋的生長區(qū)間,故此時硬度最高,抗磨性能也最好。(3)我們通過在PAO中首次添加不同的納米顆粒(Ni和WS2),與自制的Si摻雜DLC單層薄膜和多層薄膜組成固液復合潤滑系統(tǒng)來探究不同的納米顆粒添加劑對固液潤滑系統(tǒng)摩擦學性能的影響,結果顯示,對于單層薄膜由于其硬度較低,帶來的減摩和抗磨性并不明顯,而對于多層薄膜,添加納米Ni后,減摩性不太明顯,但由于納米Ni粒徑小,可以填補磨損處的凹坑,避免了基底的進一步磨損,具有一定的抗磨性;添加納米WS2后,經(jīng)摩擦反應后,在摩擦接觸面生成了本身就具有優(yōu)異摩擦學性能的WO3,抗磨減摩性能都很明顯。
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.2

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本文編號：2392350