自配對含氫類石墨碳薄膜超滑性能

摘要：采用等離子體增強化學氣相沉積與原位滲氮復合技術在硅片和軸承鋼球上制備了類石墨碳薄膜,將兩者組成摩擦配伍對,并討論自配對類石墨薄膜在氮氣中摩擦學行為。利用往復摩擦機、掃描電子顯微鏡、三維表面輪廓儀考察自配對類石墨碳薄膜在不同載荷下摩擦磨損性能;采用高分辨透射電鏡、拉曼光譜和紅外吸收譜分析類石墨碳薄膜摩擦前后結構變化。摩擦測試結果表明:在載荷4 N時,薄膜摩擦因數為0.01;在8 N時,薄膜摩擦因數降低到0.005。這種變化歸因于摩擦誘導薄膜結構進一步有序化以及沿滑動方向形成更加有序且更長石墨烯以及片狀磨屑。證實了采用自配對碳薄膜方案是實現固體超滑一種有效途徑。