类金刚石纳米薄膜的表面摩擦规律及磨损模型

• 作者: 张岩 张广玉 李隆球 肖万伸
• 来源期刊: 复合材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 类金刚石 磨损率 分子动力学 磨损模型 摩擦力
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 其他
• 页码范围: 1674-1682
• 页数: 9页
• 分类号: TB332
• 字数: 4525字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170807.002

摘要

为了研究类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)薄膜的表面摩擦机制及磨损规律,首先通过对晶体碳高温熔化和快速淬火的方式,使用分子动力学模拟制备出 DLC薄膜,然后利用半球形压头对薄膜表面进行摩擦刻划.制备得到的DLC薄膜密度为 2.72 g·cm-3,碳原子 sp2、sp3杂化比例分别为 37.1%和 60.4%.摩擦结果表明,较低压力载荷下磨损率随着载荷力增加而线性增加,与宏观 Archard模型一致;摩擦速度的不同会导致材料被加工表面应力分布及切削深度不同,造成磨损率随着摩擦速度的增加而下降,与实验结果相符;当薄膜含有 Si原子夹杂且原子含量从0%增加至25%时,磨损率则先上升后下降.最后建立在压头固定载荷为50 nN下描述摩擦速度、材料夹杂含量与磨损率三者关系的磨损模型,建立的磨损模型与仿真模拟相对误差在 10%以内;利用模型得到在压头的载荷和摩擦速度不变时,薄膜磨损率最小值对应的 Si夹杂含量为 7.2 %,这一模型为工程在线预测夹杂含量提供了较简单方便的手段.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张广玉	哈尔滨工业大学机电工程学院	87	766	14.0	24.0
2	肖万伸	湖南大学机械与运载工程学院	22	58	5.0	6.0
3	张岩	哈尔滨工业大学机电工程学院	81	496	11.0	20.0
4	李隆球	哈尔滨工业大学机电工程学院	19	135	6.0	11.0