氮化硅表面沉積DLC膜的均勻性與摩擦學(xué)特性研究.pdf

1、在航空航天工業(yè)、空間技術(shù)迅速發(fā)展的今天，用于改造工作表面的新型固體潤(rùn)滑材料應(yīng)運(yùn)而生。類金剛石碳膜是一種高硬度、低摩擦系數(shù)、高耐磨性及高化學(xué)穩(wěn)定性的新型薄膜材料，作為固體潤(rùn)滑膜在航空航天、微型電子機(jī)器等領(lǐng)域越來(lái)越受到重視。要保證DLC膜的潤(rùn)滑效果在航空航天苛刻環(huán)境下起到作用，需要對(duì)DLC膜的一系列性能進(jìn)行分析研究。
　　本文運(yùn)用實(shí)驗(yàn)、理論分析和軟件仿真等方法，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)、接觸力學(xué)、斷裂力學(xué)模型，從膜的均勻性、承載能力及摩擦磨損性能三

2、方面系統(tǒng)地研究了陶瓷表面DLC膜的特性，為陶瓷表面DLC膜的潤(rùn)滑研究和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　對(duì)膜特性的研究從均勻性入手，氮化硅陶瓷片上可容易地得到均勻DLC膜，但對(duì)于陶瓷球，均勻性需要評(píng)定。本文結(jié)合球研磨過(guò)程的均勻性分析，對(duì)三溝道單自轉(zhuǎn)盤(pán)和單溝道三自轉(zhuǎn)盤(pán)兩種夾具中球的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和仿真，驗(yàn)證了三溝道單自轉(zhuǎn)盤(pán)夾具中陶瓷球表面沉積DLC薄膜的理論均勻性。將其用于等離子體基離子注入沉積試驗(yàn)中，用沉積DLC膜后陶瓷球的圓度及粗糙度測(cè)試值

3、驗(yàn)證均勻性。
　　陶瓷表面薄膜能起到潤(rùn)滑作用的前提是具有一定的膜基結(jié)合力。本文利用納米壓痕、劃痕試驗(yàn)，從力學(xué)角度對(duì)僅受法向壓力的陶瓷片和陶瓷球表面DLC膜的承載能力，受法向和切向力共同作用的陶瓷片和陶瓷球表面DLC膜的結(jié)合力進(jìn)行研究。同時(shí)結(jié)合壓痕和劃痕的形成過(guò)程，分析了DLC膜失效過(guò)程的力學(xué)特征，為陶瓷基體上DLC膜的實(shí)際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
　　本文最后對(duì)DLC膜的常溫球盤(pán)摩擦磨損行為進(jìn)行研究。通過(guò)試驗(yàn)參數(shù)選擇，分析陶瓷基體