类石墨碳基薄膜的制备及结构和性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王永军 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012-05-28 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陈建敏 ; 李红轩 |
| 关键词 | 类石墨碳膜 磁控溅射 纳米复合 力学性能 摩擦学性能 Graphite-like carbon film Magnetron sputtering Nanocomposite Mechanical properties Tribological propertie |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 本研究通过非平衡磁控溅射方法制备了类石墨碳基薄膜，考察了工艺参数对薄膜组成、结构和性能的影响，探讨了薄膜微观结构与其力学性能、摩擦学性能之间的关系。主要结果如下： 1.利用非平衡磁控溅射方法成功制备了类石墨碳基薄膜，考察了沉积参数对薄膜结构和性能的影响。结果表明，磁控溅射法制备的类石墨碳膜具有非晶的结构、适中的硬度、较低的内应力、粗糙的表面和优异的摩擦学性能。 2.钛的掺杂对类石墨碳膜力学性能和摩擦学性能有显著的影响。钛的掺杂在不同程度上减小了类石墨碳膜的硬度，减小了薄膜在大气氛围中的摩擦系数和油润滑条件下的磨损率，这是由于钛的掺杂导致薄膜中sp2含量的升高和薄膜表面活性的增强所致。 3.对比研究了不同基材和过渡层对类石墨碳膜结构和摩擦学性能的影响。基材和过渡层对类石墨碳膜微观结构无明显影响，而对薄膜摩擦学性能有显著影响。硬质过渡层显著提高了软质基材上类石墨碳基薄膜的结合强度和磨损寿命，而对硬质基材上的薄膜摩擦学性能没明显的影响。在高载条件下软质基材容易发生塑性变形，此时用光学干涉法测得的磨损率偏高，它不能真实的反应薄膜的抗磨损性能。 4.系统研究了不同载荷、不同对偶、不同湿度对类石墨碳膜摩擦学性能的影响，以及类石墨碳膜在水和油润滑条件下的摩擦学行为。研究发现，类石墨碳膜优异的摩擦学性能归因于其独特的结构、较低的内应力、良好的结构稳定性、转移膜的易于生成等因素，而在水条件下，类石墨碳膜易于被氧化且不易形成转移膜，导致其磨损严重。 |
| 公开日期 | 2013-04-02 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/2861]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王永军. 类石墨碳基薄膜的制备及结构和性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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