Cr-B-C薄膜在水溶液中的摩擦與腐蝕特性研究.pdf

1、本文采用直流和射頻磁控共濺射的方法,通過(guò)改變靶材功率、基材偏壓和沉積溫度在Si(100)上沉積了一系列的Cr-B-C薄膜。研究了制備參數(shù)對(duì)薄膜物相結(jié)構(gòu)、微觀形貌及機(jī)械性能的影響,從而優(yōu)化Cr-B-C薄膜的制備參數(shù)。探討了制備參數(shù)和摩擦參數(shù)(載荷和滑動(dòng)速率)對(duì)水潤(rùn)滑條件下Cr-B-C薄膜往復(fù)摩擦學(xué)行為的影響規(guī)律。此外,對(duì)比了Cr-B-C薄膜在去離子水、模擬人體體液和海水中的電化學(xué)及摩擦學(xué)特性,并分析了三種潤(rùn)滑液對(duì)Cr-B-C薄膜摩擦磨損行

2、為的影響規(guī)律:
　　(1)隨著射頻功率的增加,Cr-B-C薄膜的硬度持續(xù)提高,而膜基結(jié)合力則先增加后減小;隨著偏壓的增大,硬度和膜基結(jié)合力均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì);隨著溫度的提高,薄膜硬度和膜基結(jié)合力呈相反的變化趨勢(shì)。綜合微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能確定Cr-B-C薄膜最優(yōu)制備參數(shù):射頻功率200W、偏壓-150V、沉積溫度200℃,且在此參數(shù)下獲得了最低的摩擦系數(shù)為0.323±0.02。
　　(2)最優(yōu)參數(shù)下制備的Cr-B-C薄膜與

3、Si3N4對(duì)磨時(shí),摩擦系數(shù)隨載荷和滑動(dòng)速率的增加均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。結(jié)合薄膜的磨損率發(fā)現(xiàn),對(duì)摩副在載荷為50g、往復(fù)滑動(dòng)速率為6cm/s工況下表現(xiàn)出最優(yōu)的水潤(rùn)滑摩擦學(xué)特性(摩擦系數(shù)在0.32左右)。
　　(3)最優(yōu)參數(shù)制備的Cr-B-C薄膜均可以提高Si基材在三種溶液中的抗腐蝕性,且對(duì)去離子水具有最強(qiáng)的抗腐蝕性(極化阻抗Rp=29596 kΩ·cm2,電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct=8.131×107Ω·cm2),而對(duì)模擬人體體液和海水