DLC基纳米多层膜摩擦学性能的研究进展与展望

作者：汤鑫; 王静静; 李伟; 胡月; 鲁志斌; 张广安

来源：表面技术, 2023, 1-22.

• DLC基纳米多层膜
• 力学性能
• 摩擦学性能
• 摩擦机理
• 结构

类金刚石(DLC)薄膜是一种良好的固体润滑剂，能够有效延长机械零件、工具的使用寿命。DLC基纳米多层薄膜的设计是耐磨薄膜领域的一项研究热点，薄膜中不同组分层具备不同的物理化学性能组合，能从多个角度(如高温、硬度、润滑)设计来提升薄膜机械性能、摩擦学性能以及耐腐蚀性能等。综述了DLC多层薄膜的设计目的与研究进展，以金属/DLC基纳米多层膜、金属氮化物/DLC基纳米多层膜、金属硫化物/DLC基纳米多层膜以及其他DLC基纳米多层膜为主，对早期研究成果及现在的研究方向进行了概述。介绍了以上几种DLC基纳米多层膜的现有设计思路(形成纳米晶/非晶复合结构、软/硬交替沉积、诱导转移膜形成实现非公度接触)。随后对摩擦机理进行了分析总结：(1)层与层间形成特殊过渡层提高结合力。(2)软/硬的多层交替设计抵抗应力松弛和裂纹偏转。(3)高接触应力和催化作用下诱导DLC中sp3向sp2转化，形成高度有序的转移膜，实现非公度接触。最后对DLC基纳米多层膜的未来发展进行了展望。

• 单位
  中国科学院兰州化学物理研究所; 固体润滑国家重点实验室; 上海理工大学