脈沖電子束輻照銀層形態(tài)演化機(jī)制及高溫摩擦性能.pdf

1、運(yùn)動(dòng)副在高溫、高接觸應(yīng)力條件下的固體潤(rùn)滑是目前高端技術(shù)裝備發(fā)展所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。銀層在高溫時(shí)具有良好的固體潤(rùn)滑性能，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易制備、高溫穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，是一種理想的高溫固體潤(rùn)滑材料。傳統(tǒng)方法制備的銀層膜基結(jié)合力低，重載條件下易剝落，從而限制其在高溫重載條件下的應(yīng)用。電子束合金化技術(shù)是通過(guò)具有高能量密度的電子束轟擊到樣品表面，產(chǎn)生高溫熔化形成冶金結(jié)合，提高基體與銀層的結(jié)合力，解決銀層在高溫重載下的潤(rùn)滑問(wèn)題。
　　本文分別研

2、究了三種不同工藝下制備銀固體潤(rùn)滑層的組織結(jié)構(gòu)及高溫性能：第一種工藝為直接在M50鋼的表面進(jìn)行磁控濺射沉積銀層；第二種工藝為首先采用低能脈沖電子束輻照技術(shù)對(duì)M50基體進(jìn)行預(yù)清潔，隨后進(jìn)行銀層沉積；第三種工藝為M50基體進(jìn)行電子束預(yù)清潔后沉積銀層，最后對(duì)銀層表面進(jìn)行強(qiáng)流脈沖電子束輻照處理。
　　研究了電子束輻照后銀層表面形態(tài)演化機(jī)制。由SEM圖像可得電子束輻照后的銀層表面形貌大致可分為三類(lèi)：完整連續(xù)覆蓋、網(wǎng)狀、分散狀球形形貌。一定厚度

3、銀層在高能量密度以及多次輻照條件下會(huì)產(chǎn)生熔化及蒸發(fā)損失，隨著銀層剩余量的由多到少，銀的形態(tài)會(huì)由完整連續(xù)向分散球形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。銀層表面形成的主要驅(qū)動(dòng)力為表面能，表面能最低的狀態(tài)為銀層最穩(wěn)定狀態(tài)。
　　在高溫(400/500/600℃)以及高接觸應(yīng)力(2.0/2.5/3.0/3.5GPa)條件下進(jìn)行銀層摩擦磨損試驗(yàn)。結(jié)果表明：M50基體直接進(jìn)行磁控濺射沉積得到的銀層在高溫、高載條件下由于膜基結(jié)合力較差在磨損初期即大面積剝落；基體進(jìn)行電子