氮化硅表面沉積DLC膜的均勻性與摩擦學特性研究.pdf

1、在航空航天工業(yè)、空間技術迅速發(fā)展的今天，用于改造工作表面的新型固體潤滑材料應運而生。類金剛石碳膜是一種高硬度、低摩擦系數、高耐磨性及高化學穩(wěn)定性的新型薄膜材料，作為固體潤滑膜在航空航天、微型電子機器等領域越來越受到重視。要保證DLC膜的潤滑效果在航空航天苛刻環(huán)境下起到作用，需要對DLC膜的一系列性能進行分析研究。
　　本文運用實驗、理論分析和軟件仿真等方法，利用運動學、接觸力學、斷裂力學模型，從膜的均勻性、承載能力及摩擦磨損性能三

2、方面系統(tǒng)地研究了陶瓷表面DLC膜的特性，為陶瓷表面DLC膜的潤滑研究和應用奠定基礎。
　　對膜特性的研究從均勻性入手，氮化硅陶瓷片上可容易地得到均勻DLC膜，但對于陶瓷球，均勻性需要評定。本文結合球研磨過程的均勻性分析，對三溝道單自轉盤和單溝道三自轉盤兩種夾具中球的運動進行運動分析和仿真，驗證了三溝道單自轉盤夾具中陶瓷球表面沉積DLC薄膜的理論均勻性。將其用于等離子體基離子注入沉積試驗中，用沉積DLC膜后陶瓷球的圓度及粗糙度測試值

3、驗證均勻性。
　　陶瓷表面薄膜能起到潤滑作用的前提是具有一定的膜基結合力。本文利用納米壓痕、劃痕試驗，從力學角度對僅受法向壓力的陶瓷片和陶瓷球表面DLC膜的承載能力，受法向和切向力共同作用的陶瓷片和陶瓷球表面DLC膜的結合力進行研究。同時結合壓痕和劃痕的形成過程，分析了DLC膜失效過程的力學特征，為陶瓷基體上DLC膜的實際應用提供理論基礎。
　　本文最后對DLC膜的常溫球盤摩擦磨損行為進行研究。通過試驗參數選擇，分析陶瓷基體