| 掺硅类金刚石薄膜的HiPIMS-MFMS共沉积制备及其高温摩擦学行为研究 |
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| 引用本文： | 陈彦军,苏峰华,孙建芳,陈泽达,林松盛,李助军.掺硅类金刚石薄膜的HiPIMS-MFMS共沉积制备及其高温摩擦学行为研究[J].摩擦学学报,2024(1):18-29. |
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| 作者姓名： | 陈彦军 苏峰华 孙建芳 陈泽达 林松盛 李助军 |
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| 作者单位： | 1. 华南理工大学机械与汽车工程学院;2. 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室;3. 广东省现代表面工程技术重点实验室;4. 广州铁路职业技术学院机电工程学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(52175168)；;广东省自然科学基金项目(2021A1515012266)； |
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| 摘 要： | 元素掺杂是提高类金刚石(DLC)薄膜高温耐摩擦性能的重要途径.本文中采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)和中频磁控溅射(MFMS)复合技术在304不锈钢表面沉积具有不同Si含量的掺硅类金刚石(Si-DLC)薄膜，利用原子力显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、纳米压痕和UMT-TriboLab摩擦试验机等系统分析了Si含量对Si-DLC薄膜的结构、力学性能及不同温度下的摩擦学性能的影响，重点探讨了Si-DLC薄膜在高温下摩擦磨损机制.结果表明：Si-DLC薄膜中Si以四面体碳化硅的形式随机分布于无定型DLC基体中，增强薄膜的韧性.同时，Si掺杂使DLC薄膜向金刚石结构发生转变并显著提高了薄膜的硬度.摩擦结果表明，当Si原子分数为15.38%时，Si-DLC薄膜在常温下的摩擦系数和磨损率最低，同时该薄膜在300℃下能维持在较低的摩擦系数(约0.1)，主要是由于Si-DLC薄膜中的四面体碳化硅结构能够提升sp3键的稳定性.此外，Si-DLC薄膜中的Si在高温摩擦时会在对偶球表面形成1层SiO2保护层，减...
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| 关 键 词： | 高功率脉冲磁控溅射 类金刚石薄膜 元素掺杂 高温 摩擦磨损 |
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