不同过渡层对DLC薄膜力学性能和摩擦学性能的影响

作者：卓国海; 柯培玲; 李晓伟; 汪爱英; 赵运才

来源：中国表面工程, 2015, 28(06): 39-47.

• 类金刚石
• 过渡层
• 力学性能
• 摩擦性能

薄膜与基体间的界面结合性能是决定薄膜性能发挥的关键要素。针对类金刚石薄膜(DLC)在硬质合金上结合力差的问题,采用线性阳极离子束复合磁控溅射技术在硬质合金YG8基体上设计制备了单层W过渡层、WC过渡层、双层W过渡层和三层W过渡层4种不同W过渡层的DLC薄膜,探讨了不同过渡层对DLC薄膜力学和摩擦学性能的影响。结果表明:不同过渡层结构的DLC薄膜结构致密,界面柱状生长随着层数增加及过渡层厚度的降低而打断,有利于改善薄膜的韧性。当为三层W过渡层时,DLC薄膜的断裂韧性达到最大值6.44 MPa·m1/2;与单层W过渡层相比,薄膜硬度有小幅下降,但薄膜内应力降低了55%,且膜/基匹配性更佳,结合强度高达85N,此时薄膜具有较低的摩擦因数和磨损率,表现出比较优异的抗磨减摩性能。

• 单位
  中国科学院; 中国科学院宁波材料技术与工程研究所; 江西理工大学; 机电工程学院; 浙江省海洋材料与防护重点实验室