掺杂类金刚石薄膜制备及其摩擦性能的仿真研究

论文摘要

在分子动力学（Molecular dynamics,MD）仿真中利用高温加热和快速淬火,模拟制备出分别含有Cu或Si夹杂的类金刚石（DLC）薄膜,再通过刚性压头对表面的磨损,研究了夹杂含量（0%～30%）及位置分布（上、中、下）对材料摩擦性能的影响。仿真制备出的DLC薄膜密度为2.79g/cm3,sp2、sp3杂化比例分别为36%、62%。摩擦结果表明,对于含Si-DLC复合薄膜,Si-C原子成键影响了材料中sp3杂化比例,造成摩擦力随着夹杂含量的增加而下降;含Cu-DLC复合薄膜中Cu与C不成键,但一定量的Cu原子能够积聚造成滚珠效应,其摩擦力随夹杂含量增加先增后减。当两种夹杂仅分布在薄膜被摩擦的表面区域时,摩擦力均随夹杂含量的增加而下降;而分布在薄膜中间或底层时,表面的形变受到结构的阻碍难于传播到稍远的中间位置或最底层,因此,当中间层和最低层的夹杂含量改变时对表面磨擦性能的影响不大。

论文目录

• 1 引 言
• 2 类金刚石薄膜建模
• 3 模拟结果与分析
•   3.1 夹杂含量对摩擦性能的影响
•   3.2 夹杂分布对摩擦性能的影响
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张岩,肖万伸

关键词: 类金刚石薄膜,夹杂,分子动力学,快速淬火,摩擦力

来源: 材料科学与工程学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 材料科学,工业通用技术及设备

单位: 湖南大学机械与运载工程学院,哈尔滨工业大学机电工程学院

分类号: TB383.2

DOI: 10.14136/j.cnki.issn1673-2812.2019.02.020

页码: 271-276+324

总页数: 7

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