碳氮化物薄膜的環(huán)境摩擦學(xué)特性研究.pdf

1、采用離子束輔助沉積系統(tǒng)、增強(qiáng)型磁控陰極電弧鍍膜沉積系統(tǒng)分別制備a-CNx、CrN、TiCN、TiAlN碳氮化物薄膜。采用X-射線衍射儀以及X-射線光電子能譜表征了薄膜的結(jié)構(gòu)及成分；通過(guò)球磨儀、非接觸式三維形貌儀和納米壓痕儀測(cè)試了薄膜的厚度、表面粗糙度、硬度及彈性模量。同時(shí)，研究了a-CNx薄膜在醇類(lèi)水溶液中的摩擦學(xué)特性，研究了CrN、TiCN、TiAlN薄膜在空氣、去離子水中的摩擦學(xué)特性以及不同對(duì)磨球?qū)ζ淠Σ翆W(xué)性能的影響。采用光學(xué)顯微鏡

2、以及電子掃描顯微鏡表征了摩擦副磨痕的形貌及成分，利用非接觸式三維形貌儀觀察了a-CNx、CrN、TiCN、TiAlN薄膜磨痕的三維形貌及截面形貌，并測(cè)量了薄膜的磨損體積。XRD的結(jié)果表明：CrN薄膜主要由CrN(111)組成，TiCN薄膜由TiCN(111)和少量的Ti2N組成，TiAlN薄膜由TiAlN(111)和TiAlN(200)組成。當(dāng)在體積濃度20％的乙醇基冷卻液中，a-CNx/SiC摩擦副的最低摩擦系數(shù)在3N和0.1m/s下

3、獲得，分別為0.025和0.018，薄膜和對(duì)磨球磨損率分別為10-8mm3/N·m及10-10mm3/N·m數(shù)量級(jí)。當(dāng)在10％乙二醇基冷卻液中，a-CNx/SiC摩擦副的最低摩擦系數(shù)在7N和0.1m/s下獲得，分別為0.015和0.018，薄膜和對(duì)磨球磨損率分別為10-8mm3/N·m及10-10mm3/N·m數(shù)量級(jí)。在大氣環(huán)境下，TiCN/SiC摩擦副的摩擦系數(shù)最高可達(dá)0.47；而在水潤(rùn)滑環(huán)境下，TiCN/SiC摩擦副的摩擦系數(shù)大幅度