真空下载荷对a-C:H超润滑薄膜的摩擦学性能影响研究

• 作者: 赵蒙 周晖 刘兴光 张凯锋 汪科良 郑玉刚
• 来源期刊: 真空与低温
• 关键词: 超润滑 a-C:H 载荷 摩擦学性能
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 真空技术|Vacuum Technology
• 页码范围: 224-230
• 页数: 7页
• 分类号: O613.71
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-7086.2021.03.004

摘要

高含H量a-C:H薄膜因能在宏观尺度实现超润滑(μ<0.01)而备受关注,具有广阔的应用前景.但高含H量a-C:H薄膜的摩擦学特性对测试条件十分敏感,为此,本文研究了典型工况(载荷)对薄膜摩擦学特性的影响及其摩擦学机制.采用球盘摩擦实验机对a-C:H薄膜在不同载荷下进行摩擦实验;使用表面轮廓仪观测薄膜在不同工况下的磨损形貌,计算磨损率;使用拉曼光谱仪测试摩擦界面处碳相结构信息及H元素的相对含量.结果表明:随着载荷的增加,摩擦界面处sp3键向sp2键转化程度增加,sp2键石墨化程度增加;摩擦界面处H元素的消耗速率增加,消耗的不均匀性同时增加;在超润滑阶段,摩擦因数基本不受载荷影响,薄膜的耐磨性能依赖于超润滑状态带来的超低摩擦因数,不同载荷下薄膜均没有明显磨损;超出超润滑阶段后,薄膜均出现较严重磨损.