碳材料在涂層-薄膜中的應(yīng)用及其摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、本文以采用等離子熱噴涂法，以鎂合金為基體，制備出含有不同維度的碳納米材料添加劑的AlSi復(fù)合涂層。在干摩擦和油潤滑的條件下，研究了不同的碳納米顆粒添加劑對復(fù)合涂層摩擦學(xué)性能的影響。此外，采用微波化學(xué)氣相沉積法在碳化硅陶瓷襯底上制備出金剛石薄膜，并對其在不同條件下的摩擦學(xué)性能進(jìn)行了研究。本文主要研究內(nèi)容概括如下:
　　1.碳增強(qiáng)AlSi復(fù)合涂層的干摩擦性能研究。在鎂合金表面制備出含有不同碳材料增強(qiáng)劑的AlSi復(fù)合涂層，研究了復(fù)合涂層

2、在干摩擦條件的摩擦學(xué)性能，實驗結(jié)果表明，復(fù)合涂層的耐磨性是材料的硬度和減摩性能共同作用的結(jié)果，含有不同添加劑的AlSi復(fù)合涂層的磨損機(jī)制有一定的差別。少量的碳納米顆粒增強(qiáng)劑可以明顯的改善了復(fù)合涂層的摩擦學(xué)性能。碳納米管的添加，使得復(fù)合涂層耐磨性提高了60％。AlSi-0.5CNT復(fù)合涂層摩擦表面幾乎沒有發(fā)現(xiàn)犁溝，磨球表面的粘著物也最少。
　　2.油潤滑條件下碳增強(qiáng)AlSi復(fù)合涂層的摩擦學(xué)性能研究。在油潤滑條件下，對不同維度碳納米顆

3、粒添加劑增強(qiáng)后的AlSi復(fù)合涂層表面進(jìn)行摩擦磨損性能試驗研究。實驗結(jié)果表明，采用一次性微量供油的方式，就足以保證摩擦對偶在摩擦過程中維持在一個較好的潤滑狀態(tài)。相對于純AlSi合金涂層，含有碳納米顆粒添加劑的復(fù)合涂層的表面抗磨損性能都得到一定程度的改善。其中，AlSi-0.5CNT復(fù)合涂層的摩擦系數(shù)最低，僅為0.12。這是因為納米尺度的碳納米管，可以作為潤滑油添加劑，在摩擦界面上形成具有優(yōu)異性能的潤滑油膜，達(dá)到減摩抗磨的效果。
　　

4、3.碳化硅陶瓷基金剛石薄膜摩擦學(xué)性能研究。采用微波化學(xué)氣相沉積法在碳化硅陶瓷襯底上制備出金剛石薄膜，并研究了干摩擦和水潤滑條件下的金剛石薄膜摩擦學(xué)性能。實驗結(jié)果表明，表面粗糙度和摩擦配副材料對金剛石薄膜的摩擦行為都有著極其重要的影響。干摩擦條件下，與氮化硅陶瓷、氧化鋁和軸承鋼對摩時，碳化硅襯底和金剛石薄膜穩(wěn)定階段平均摩擦系數(shù)分別為0.2/0.18/0.45，0.47/0.66/0.5。這個數(shù)據(jù)說明，在碳化硅基體上沉積金剛石薄膜，可以有效