常用碳基固体润滑薄膜的研究现状与展望

作者：石佳东; 韩翠红; 刘倩; 马国政; 王海斗; 李国禄^*

来源：表面技术, 2020, 49(08): 81-137.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.08.010

• 碳基润滑薄膜
• 类金刚石薄膜
• 类富勒烯薄膜
• 石墨烯
• 摩擦学

首先从碳基固体润滑薄膜的应用需求与成本效益出发,探讨了研究碳基固体润滑薄膜的迫切要求和重要意义,然后对类金刚石(DLC)薄膜、类富勒烯(FLC)薄膜及石墨烯薄膜三类最常用的碳基固体润滑薄膜的研究现状进行了较详细的介绍。其中,重点介绍了DLC薄膜的三种减摩抗磨机理,探讨了掺杂元素改性对DLC薄膜硬度、摩擦系数和磨损率等多个方面的影响,并指出外部因素(基体材料、过渡层和应用环境等)对DLC薄膜性能的重要作用。探讨了掺氢、掺氟和掺氮对FLC薄膜构性转变和摩擦学性能的影响。总体来说,氟掺杂导致FLC结构变化,并显著改变薄膜硬度;掺氮会诱导类富勒烯微结构的增加;掺氢FLC薄膜热处理后可达到超润滑状态。总结了石墨烯薄膜制备工艺的发展、石墨烯基复合薄膜的摩擦学性能和石墨烯薄膜在不同基体材料的应用。最后,指出了碳基润滑薄膜领域亟待解决的关键难题,并对未来的研究方向做出了预测。

• 单位
  中国地质大学（北京）; 中国人民解放军装甲兵工程学院; 河北工业大学