利用磁控濺射和等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積復(fù)合技術(shù),以Cr、WC、石墨為靶材,Ar和C2H2為工作氣體,在船用低速柴油機(jī)柱塞上涂覆了過渡層依次為Cr、WC的含氫類金剛石涂層。結(jié)果表明:涂層晶體生長(zhǎng)良好,結(jié)構(gòu)連續(xù)致密,均未出現(xiàn)分層、開裂及剝離的現(xiàn)象;涂層相對(duì)光滑,大幅度提高了柱塞表面的納米硬度與彈性模量,同時(shí)降低了在重柴油環(huán)境下的摩擦因數(shù),長(zhǎng)時(shí)間的臺(tái)架試驗(yàn)后未涂覆涂層的柱塞表面出現(xiàn)非常明顯的平行狀溝槽磨痕,而且整體磨損比較嚴(yán)重,而涂覆涂層的柱塞表面磨痕非常窄且淺,數(shù)量較少,類金剛石涂層可以明顯提高柱塞表面的耐磨損性能。 

【文章來(lái)源】：金屬熱處理. 2020,45(11)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

柱塞及試片的尺寸示意圖

圖2為柱塞涂層的SEM照片與能譜分析。圖2(a)表明涂層晶粒尺寸均為亞微米級(jí)別，表面比較致密光滑，但存在少許的大顆粒。圖2(b)顯示過渡層及功能層晶體生長(zhǎng)良好、結(jié)構(gòu)連續(xù)致密，界面未出現(xiàn)分層、開裂及剝離現(xiàn)象;由里至外(Cr/WC/DLC)柱狀現(xiàn)象及其晶粒度減小，這有利于增強(qiáng)對(duì)界面位錯(cuò)滑移的阻礙能力，提高涂層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度與斷裂韌性[15-16]。從圖2(c)線掃描能譜中能清楚看出柱塞基體、Cr、WC過渡層及DLC功能層所含的主要元素。2.1.2 拉曼光譜檢測(cè)

柱塞DLC涂層表面的拉曼光譜如圖3所示。從圖譜中可同時(shí)看到寬化的D峰和明顯的G峰，表明該含氫DLC涂層主要由非晶碳相組成，經(jīng)過高斯擬合后，涂層的D峰和G峰分別位于約1380 cm-1和約1568 cm-1處，通常以兩峰的強(qiáng)度之比(ID/IG)表示DLC涂層內(nèi)部sp2與sp3鍵相對(duì)含量之比，ID/IG值越小，則sp3相含量越高，薄膜的硬度越大。經(jīng)計(jì)算，圖3中兩峰的強(qiáng)度之比ID/IG≈1.6，遠(yuǎn)高于sp3含量高的Ta-C(四面體非晶碳膜，ID/IG≈0.1)，表明涂層中含有較多的sp2鍵結(jié)構(gòu)，即存在較多的石墨相結(jié)構(gòu)[17-19]。2.1.3 XRD圖譜檢測(cè)


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