Si3N4球/DLC膜摩擦副在真空环境下的摩擦学行为研究

2014-12-18 曾群锋 西安交通大学

  采取非稳定平衡磁控溅射的技术在高速公路钢基体上制取了类金刚石( DLC) 膜。采取球盘式出现滑动静磨蹭力滑动静磨蹭力现场实验机考擦了DLC 膜在电离层和抽负压的环境干出现滑动静磨蹭力的经济条件下的出现滑动静磨蹭力学的耐热性,并非常解析了GCr15 钢球和Si3N4球区别出现滑动静磨蹭力配副对DLC 膜的出现滑动静磨蹭力学的耐热性。采取光电高倍显微镜及扫面电镜检查了出现滑动静磨蹭力副的滑动静磨蹭力从单单从表面形貌。探究的结果显示: 致使改变膜的型成Si3N4球/DLC 膜出现滑动静磨蹭力副在电离层下还具有非常好的出现滑动静磨蹭力学的耐热性; 而在抽负压的经济条件下出现滑动静磨蹭力副易得生比较突出的粘有滑动静磨蹭力,使出现滑动静磨蹭力比率、磨斑多,滑动静磨蹭力从单单从表面上具备着较多的颗粒肥料状磨屑和2um级颗粒肥料。   随着时间推移民航、航天科技等高技木区域的前进和提升,十分困难还要解決极端分子形态( 如高蒸空、温度过高等) 下要点零零件如翻转滑动滚柱联轴器的润滑油原因。民航汽车发心理用翻转滑动滚柱联轴器能的质量好坏一直影向到轴系的暖机形态,行而影向到汽车发心理的能。因氮化硅还具有健康的抗钝化性、低相对密度、低热变形标准值、较高的抗弯强度或比较好的耐高温冲洗性等,蒸空技木网(//crazyaunt.cn/)表示恰好是而且此类形态,使其在快速翻转滑动滚柱联轴器中达到了具有广泛性地操作,但密切相关其静摩擦力力学能的探索较少,尤其是是在蒸空场景下的静摩擦力力学习惯。   防锈水方法是保证质量室内的空间载重设备和着陆器安全可信可信电脑运行的重点性方法之四。伴随重点性零控制部件的滚动滚动静静滑动振动力力副在机械泵体系统箱室泵周围氛围下黏着非常倾向增加,滚动滚动静静滑动振动力力热负效应曾大,滚动滚动静静滑动振动力力抖动频发,应主要包括粉末状防锈水膜控制重金属间的进行排斥。类金刚石( Diamond like Carbon,DLC) 膜其所优质产品的滚动滚动静静滑动振动力力学结构能力较大地引了客户的深入阐述学习兴趣。DLC 膜就是一种存在高坚硬程度、高塑性模量、低滚动滚动静静滑动振动力力指数、高化学上的维持性,尤其要是存在不错力学结构和滚动滚动静静滑动振动力力学结构能力的非晶碳膜,在厂家、电子器件和生态学等区域有了多方面的应该用。DLC膜在下垫面周围氛围下存在非常好的的滚动滚动静静滑动振动力力学结构能力,但在机械泵体系统箱室泵周围氛围下其滚动滚动静静滑动振动力力学结构方式深入阐述有限,这规定了DLC 膜在机械泵体系统箱室泵周围氛围下的工程建设应该用。机械泵体系统箱室泵周围氛围下伴随滚动滚动静静滑动振动力力热难易传播或者贫乏空气和水量等,DLC 膜必然情况出与下垫面周围氛围下各种的滚动滚动静静滑动振动力力学结构能力。故此,深入阐述DLC 膜在机械泵体系统箱室泵周围氛围下的滚动滚动静静滑动振动力力学结构能力,摸索其滚动滚动静静滑动振动力力偏磨规律性,为沉积和完整南航运输南航工业物料滚动滚动静静滑动振动力力学结构能力的基础性数值或者带动DLC 膜做粉末状防锈水膜在机械泵体系统箱室泵周围氛围下的应该用,十分困难要有深入阐述其机械泵体系统箱室泵滚动滚动静静滑动振动力力学结构能力,小编深入阐述了机械泵体系统箱室泵周围氛围下DLC 膜与Si3N4滚动滚动静静滑动振动力力副的滚动滚动静静滑动振动力力学结构方式,阐述研讨DLC 膜滚动滚动静静滑动振动力力副在机械泵体系统箱室泵周围氛围下的滚动滚动静静滑动振动力力偏磨差向异构,为DLC 膜在机械泵体系统箱室泵周围氛围下的应该用带来理论与实践按照,这对你说国室内的空间防锈水及南航运输南航工业事業的未来发展存在重点重要性。

1、薄膜制备及实验方法

1.1、 DLC 膜的化学合成   DLC 膜的振动摩擦特征和基体的概念密切联系重要性。基体为绕城高速钢,其洛氏氏硬度为60 ~62 HRC。内径30 mm,料厚5 mm 的圆筒制样要经过打蜡 治疗、粗抛和精抛等一系统预治疗后,其的表面滑度Ra 为0.02 ~0.03 μm。打蜡 后的基体的表面发生水渍浮灰等沉渣,将基体置于二甲苯中超联赛音波洗涤15 min,用去铁阴离子水洗涤后,置于无水酒精中洗涤15 min,后用去铁阴离子水洗涤干净彻底后即刻电费电吹风将基体的表面吹头,干燥处理后摄于正空内可转动的制样马路上。

  采用非平衡磁控溅射技术,以乙炔和氩气为工作气体,在基体上制备了含氢DLC 膜。靶材为高纯度石墨( 纯度99.99%) ,氩气( 纯度99.9%) 作为保护气体。真空室抽真空度至3.3 × 10-3 Pa 时,利用离化的氩离子对工件表面进行溅射轰击,使其露出新鲜表面,溅射时间为20 min。最后采用纯度均为99.99%的C2H2和Ar 为工作气体,在基体上制备出厚度约为2 μm 的DLC 膜。在沉积DLC 膜之前,在基体上沉积一层过渡层,以提高薄膜和基体之间的结合强度,本文以W/WC 涂层作为过渡层。制备DLC 膜的相关参数为:真空室压强为0.32 Pa,Ar 和C2H2流量分别为50 和130 mL /min( 标准状态) ,负偏压为120 V,靶功率为1.1 kW,沉积时间为6 h。详细制备过程及DLC 膜的表面形貌及其微观结构可参考文献,实验参数如表1 所示。

表1 备制DLC 膜的试验检测因素

制备DLC 膜的试验参数

1.2、DLC 膜的稳定性定性分析

  采用UMT-Ⅱ摩擦磨损试验机测试DLC 膜的摩擦磨损性能,摩擦配副分别为直径9.5 mm 的GCr15钢球和Si3N4球,运动方式为球-盘式,干摩擦工况,环境温度为20 ~25℃,相对湿度为55% ~60% RH,载荷10 N,速度0.05 m/s,实验时间为3600 s。真空摩擦实验条件: 真空度为2. 2 × 10 - 4 Pa。采用数显显微维氏硬度计测试DLC 膜的硬度( TMVS-1,北京时代之峰科技有限公司) 。采用JSM-6700F 型扫描式电子显微镜( SEM) 观察摩擦配副球和DLC 膜表面磨痕微观形貌。

3、结论

  (1) DLC 膜极具着较高的强度,约为2904 HV;DLC 膜与基体极具着适合综合耐腐蚀性。   (2) 大气气溶胶條件下,DLC 膜与Si3N4球对磨时矛盾因子一直以来呈减慢的走势,值为比与GCr15 球对磨时小,且矛盾进程很最好,这与Si3N4球的高密度及其GCr15 球在矛盾进程中出现的矛盾有机化学体现一些。   (3) 重力作用区域下,DLC 膜在耐滚动滚动静摩擦稳定可靠阶段中,的耐滚动滚动静摩擦公式少于大气层下的耐滚动滚动静摩擦公式。DLC 膜在与GCr15球、Si3N4球对磨时表面出不同的改变規律。DLC 膜耐滚动滚动静摩擦副的有损坏情况手段核心为黏住有损坏情况。