碳氮基薄膜在水環(huán)境中的摩擦及腐蝕特性研究.pdf

1、本文采用直流磁控濺射鍍膜系統(tǒng)沉積了不同制備參數(shù)的TaN和Ta-DLC薄膜。利用金相顯微鏡觀察薄膜和小球微觀形貌；利用數(shù)顯顯微硬度計(jì)測(cè)定薄膜的維氏硬度；利用多功能材料表面性能試驗(yàn)儀評(píng)判薄膜與基材的膜基結(jié)合力；利用X射線衍射儀表征薄膜的物相結(jié)構(gòu)；利用非接觸式表面三維形貌儀測(cè)試薄膜的表面粗糙度和摩擦試驗(yàn)后薄膜磨痕形貌。研究分析了滑動(dòng)速度對(duì)TaN薄膜在水環(huán)境中的摩擦學(xué)行為的影響，載荷與Ta-DLC薄膜摩擦學(xué)行為以及海水鹽度與Cr-DLC薄膜抗磨

2、損和耐腐蝕特性的相互關(guān)系。
　　薄膜表征和摩擦及耐腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明：通過(guò)表面粗糙度、維氏硬度、膜基結(jié)合力等性能指標(biāo)評(píng)判最終確定的TaN薄膜制備最優(yōu)參數(shù)為，氮分壓N2:Ar=8:12sccm，功率100W，負(fù)偏壓80V，占空比80％。制備的TaN薄膜在高速條件下能獲得較低的摩擦系數(shù)，但小球和薄膜磨損較為嚴(yán)重。Ta-DLC薄膜在乙炔氣流量為5sccm和15sccm時(shí)性能指標(biāo)最佳，對(duì)摩副摩擦系數(shù)和磨損率均較低，而且穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)以及對(duì)摩件

3、磨損率均隨著載荷的增加逐漸減小。系統(tǒng)最小穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)為0.081±0.007，Ta-DLC薄膜和Si3N4小球最低磨損率分別為1.0×10-7mm3/Nm和2.1×10-8mm3/Nm。去離子水環(huán)境下Cr-DLC對(duì)摩的摩擦系數(shù)要比海水中更小更平穩(wěn)，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)為0.081±0.008。四種海水鹽度下對(duì)摩副穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)隨著海水鹽度的增加先減小后增大，而小球和薄膜的磨損率則隨著海水鹽度的增加而增大，其中小球的磨損率數(shù)量級(jí)為10-9mm3