真空下载荷对a-C:H超润滑薄膜的摩擦学性能影响研究

作者：赵蒙; 周晖^*; 刘兴光; 张凯锋; 汪科良; 郑玉刚

来源：真空与低温, 2021, 27(03): 224-230.

• 超润滑
• a-C:H
• 载荷
• 摩擦学性能

高含H量a-C:H薄膜因能在宏观尺度实现超润滑(μ<0.01)而备受关注,具有广阔的应用前景。但高含H量a-C:H薄膜的摩擦学特性对测试条件十分敏感,为此,本文研究了典型工况(载荷)对薄膜摩擦学特性的影响及其摩擦学机制。采用球盘摩擦实验机对a-C:H薄膜在不同载荷下进行摩擦实验;使用表面轮廓仪观测薄膜在不同工况下的磨损形貌,计算磨损率;使用拉曼光谱仪测试摩擦界面处碳相结构信息及H元素的相对含量。结果表明:随着载荷的增加,摩擦界面处sp3键向sp2键转化程度增加,sp2键石墨化程度增加;摩擦界面处H元素的消耗速率增加,消耗的不均匀性同时增加;在超润滑阶段,摩擦因数基本不受载荷影响,薄膜的耐磨性能依赖于超润滑状态带来的超低摩擦因数,不同载荷下薄膜均没有明显磨损;超出超润滑阶段后,薄膜均出现较严重磨损。

• 单位
  兰州空间技术物理研究所