摘要：采用磁控溅射法,在304不锈钢上制备Cr/WC/DLC多层梯度过渡类金刚石薄膜,利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、纳米压痕仪、划痕测试仪等分析薄膜的微观结构和力学性能,利用UMT-3多功能摩擦磨损试验机考察其在大气、去离子水、发动机油3种环境下的摩擦学性能。结果表明:该薄膜的多层梯度设计使其膜基间结合力得到了有效改善,且硬度高达32.6GPa,在3种环境下均具有优异的摩擦学性能。在大气环境下,薄膜具有较低的平均摩擦因数,为0.094;但具有3种环境下最大的磨损率,为7.86×10-8 mm3(N·m)-1;在去离子水环境下,薄膜的平均摩擦因数较高,为0.124;而其磨损率较低,为5.26×10-8 mm3(N·m)-1;在发动机油环境下,固-油复合润滑效应使薄膜具有更加优异的摩擦学性能,其平均摩擦因数和磨损率均为3种环境下的最小值,分别为0.065和4.44×10-8 mm3(N·m)-1。

摘要：利用多弧离子镀技术,以乙炔和氮气为反应气体,在316 L不锈钢和单晶硅基体上设计3种不同的过渡层(无过渡层,Cr,Cr N)制备Cr CN涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕仪、CSM划痕测试仪和UMT-3多功能摩擦磨损试验机等对3种涂层的微观结构、力学性能和摩擦学性能进行表征.结果表明:Cr CN,Cr/Cr CN及Cr N/Cr CN涂层的平均表面粗糙度分别为77.3 nm,74.5 nm及68.1 nm,整体表现出递减的趋势.Cr CN,Cr/Cr CN及Cr N/Cr CN涂层的结合力和硬度分别为20.5 N,43 N,61 N及17.4 GPa,21.4 GPa,24.1 GPa.较之于单层Cr CN涂层,Cr N/Cr CN复合涂层的硬度及结合力提高最为显著,并对Cr CN涂层起到强有力的支撑作用,从而在大气、去离子水、海水环境下表现出较低的摩擦系数及磨损率.