厚类金刚石碳基薄膜的制备及摩擦与腐蚀性能的表征

论文摘要

目的设计多层掺Si交替沉积的厚DLC薄膜,改善SUS304不锈钢的耐磨性与耐蚀性,拓展其使用范围。方法使用等离子增强化学气相沉积（PECVD）技术,在C2H2-SiH4气氛中,通过Six-DLC与Siy-DLC交替沉积的制备方法,以SUS304不锈钢为基底,制备了厚度为20.0、34.9、41.6μm的三种不同调制比（1∶5、1∶1、4∶1）的厚类金刚石碳基薄膜。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱、纳米压痕仪、RST3划痕仪,分析了厚DLC薄膜的微观结构与力学性能。利用CSM摩擦磨损试验机评价厚DLC薄膜的摩擦学性能,并用能谱仪对磨斑成分进行分析。利用电化学工作站分析厚DLC薄膜的腐蚀行为,并用扫描电镜观察腐蚀形貌。结果厚DLC薄膜结构致密,强化效果明显,硬度最高达13.8GPa,结合力在21～29N范围内。SUS304不锈钢的摩擦系数在跑和阶段急速升高至0.5,随着滑动次数的增加,呈上升趋势,1 h后,磨损率无法用轮廓仪测量。厚DLC薄膜在低载荷与高载荷下的摩擦系数始终保持在0.05～0.2之间,磨损率低至9.4×10-17mm3/（N·m）。电化学测试表明,SUS304不锈钢的腐蚀电位为-0.49V,腐蚀电流密度为1.46×10-6A/cm2。与SUS304不锈钢相比,三种厚度的DLC薄膜腐蚀电位正移、极化电阻升高,腐蚀电流密度最大可降低3个数量级。结论厚DLC薄膜的应用可以有效降低摩擦磨损,腐蚀倾向相比于不锈钢明显降低,具有良好的耐腐蚀性。

论文目录

• 1 实验部分
•   1.1 试验方法
•   1.2 表征与分析
• 2 结果与讨论
•   2.1 薄膜结构与表面形貌
•   2.2 薄膜的力学性能与摩擦学性能
•   2.3 电化学性能
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李安,李霞,王云锋,张广安,万善宏

关键词: 不锈钢,厚薄膜,耐磨损,耐腐蚀

来源: 表面技术 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,伍伦贡大学工程与信息科学学院

基金: 国家自然科学基金(11564024)~~

分类号: TG174.4

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.04.036

页码: 253-261

总页数: 9

文件大小: 3091K

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