碳氮化合物薄膜的制備及其水中摩擦和腐蝕性的研究.pdf

1、本文用非平衡磁控濺射系統(tǒng)和DC磁控濺射系統(tǒng)在316L不銹鋼、M2工具鋼和Si片基材上分別沉積了TiCN膜、Ti-DLC膜和Ti/TiN膜。利用X射線衍射儀、納米壓痕儀和顯微硬度測試儀、電化學(xué)工作站、球盤磨損實驗機、帶EDS掃描的電鏡、三維形貌儀、光學(xué)顯微鏡分別測試了薄膜的成分、硬度和彈性模量、抗腐蝕性能、水潤滑摩擦磨損性能、對磨面磨痕的成分以及形貌、薄膜磨痕表面三維形貌以及小球的對磨面磨痕。
　　通過以上的結(jié)果探討并優(yōu)化了Ti/T

2、iN薄膜制備的工藝參數(shù)。結(jié)果表明，過渡層Ti膜的最優(yōu)沉積參數(shù)為功率200W，氣體流量為7sccm氬氣。TiN薄膜鍍膜實驗最優(yōu)參數(shù)為：氣體流量比2:8（Ar：N2）、沉積功率100W、負(fù)偏壓60V、占空比80％。將最優(yōu)參數(shù)下沉積的Ti/TiN薄膜與星弧公司沉積的純TiN進行水潤滑摩擦性能對比，發(fā)現(xiàn)自制的Ti/TiN薄膜雖然可以減小對磨小球的磨損率，但很快便失效。在不同基底的TiCN薄膜水潤滑實驗中我們發(fā)現(xiàn)，相比316L不銹鋼基底M2工具鋼

3、作為基底時摩擦系數(shù)升高，薄膜磨損率升高，但是小球的磨損率降低了。在316L不銹鋼為基底的進一步實驗中發(fā)現(xiàn)在3N，0.4m/s的條件下薄膜能夠得到最佳的摩擦系數(shù)約為0.179。在電化學(xué)腐蝕實驗中發(fā)現(xiàn)TiCN薄膜相比TiN薄膜有較低的腐蝕電流和較高的腐蝕電位，所以耐腐蝕性能增加了。在Ti-DLC薄膜的水潤滑實驗中，相比316L不銹鋼基底M2工具鋼作為基底時減小了對磨的摩擦系數(shù)，并且大大降低了薄膜的磨損率，提高了薄膜的耐磨性能。在316L不銹