【摘要】：首先,利用非平衡磁控濺射技術(shù)在鈦合金表面制備了不同過(guò)渡層/類金剛石(Diamond-like carbon,DLC)薄膜,研究了過(guò)渡層對(duì)DLC薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。其次,利用等離子體化學(xué)氣相沉積在鈦合金表面制備了厚度高達(dá)50?m的摻Si多層超厚(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n薄膜(x,y表示含量,n表示層數(shù)),研究了厚度對(duì)其結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能。最終,制備了約36?m超厚(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC薄膜,研究了固定厚度不同周期數(shù)(調(diào)制周期)與每一周期中Si摻雜DLC(Si_x-DLC和Si_y-DLC層)厚度比例(調(diào)制比例)對(duì)其力學(xué)及摩擦學(xué)特性的影響。主要結(jié)論如下:(1)單層過(guò)渡層(Cr,Si,Ti)不改變DLC薄膜的結(jié)構(gòu),其中Si過(guò)渡層DLC(Si/DLC)薄膜具有最低的內(nèi)應(yīng)力和最高的臨界載荷;隨著梯度過(guò)渡層(Cr/CrN,Cr/CrN/CrNC)的引入,DLC薄膜的sp~2鍵含量逐漸增加,內(nèi)應(yīng)力逐漸降低,結(jié)合力逐漸增加,Cr/CrN/CrNC/DLC薄膜具有最低的摩擦系數(shù)和磨損率,分別為0.07~0.10和1.89±0.15×10~(-7)mm~3/(N·m)。(2)(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n薄膜厚度對(duì)其結(jié)構(gòu)和硬度無(wú)明顯影響,但隨著薄膜厚度的增加,薄膜內(nèi)應(yīng)力逐漸減小;厚度為35.43±3.32?m的(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n薄膜具有最低的摩擦系數(shù)(約0.05)以及最低的磨損率(1.15±0.63×10~(-7)mm~3/N·m);相同厚度(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n薄膜的磨損率隨載荷增加先下降后上升。(3)對(duì)比(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n和(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC多層薄膜,(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC的摩擦系數(shù)升高,但磨損率顯著下降,最低磨損率為0.57±0.26×10~(-7)mm~3/N·m。對(duì)于36?m超厚(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC薄膜,調(diào)制周期對(duì)(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC薄膜結(jié)構(gòu)無(wú)明顯影響,但調(diào)制周期顯著影響其力學(xué)性能。隨調(diào)制周期的增加,薄膜內(nèi)應(yīng)力逐漸下降,硬度逐漸下降,臨界載荷逐漸升高,最高達(dá)60.3±1.7N。調(diào)制比例同樣對(duì)(Si_x-DLC/Si_y-DLC)_n/DLC薄膜力學(xué)性能有顯著影響。隨著調(diào)制比例的增加,Si_x-DLC層占比增加,薄膜內(nèi)應(yīng)力漸降低,結(jié)合力升高,硬度逐漸降低。
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2649024