硼掺杂DLC薄膜在海水环境中的腐蚀磨损性能

论文摘要

目的研究硼(B)掺杂对类金刚石(DLC)薄膜在人工海水介质中耐腐蚀性能和摩擦磨损性能的影响。方法利用非平衡磁控溅射的方法,通过控制碳化硼靶材和石墨靶材电流,在304不锈钢基底表面沉积了一种无掺杂DLC薄膜和两种不同B含量的DLC薄膜(B的原子数分数分别为7.23%、13.27%)。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、纳米压痕仪、划痕仪、摩擦实验机对薄膜的化学成分、显微结构、纳米硬度、结合力及摩擦性能进行研究。通过测试薄膜在人工海水介质中的静态极化曲线和交流阻抗谱以及监测薄膜在摩擦前后和摩擦过程中的开路电位变化,来研究薄膜在人工海水中的摩擦学和耐腐蚀性能。结果与未掺杂的DLC薄膜相比,掺杂B原子数分数为7.23%的DLC薄膜的硬度和弹性模量变化不明显,但ID/IG增大,与基底的结合力增大到36 N(无掺杂DLC薄膜为20 N),自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度减小,极化电阻增大,并且在人工海水介质中的摩擦系数降低了10.7%,磨损量降低了37.0%,开路电位大幅升高。掺杂B原子数分数为13.27%的DLC薄膜的摩擦学及耐蚀性能则大幅度下降。结论在DLC薄膜中掺杂适量的B有助于提高DLC薄膜在人工海水介质中的耐腐蚀性能和磨蚀性能。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘健,曹磊,万勇,尚伦霖,蒲吉斌

关键词: 硼掺杂,摩擦磨损性能,人工海水,开路电位,交流阻抗谱

来源: 表面技术 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 材料科学,工业通用技术及设备

单位: 青岛理工大学机械与汽车工程学院,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,中国科学院宁波材料技术与工程研究所中科院海洋新材料与应用技术重点实验室

基金: 国家自然科学基金(U1737214,51375249),山东省重点研发计划(2017GSF220012),山东省自然科学基金(ZR2017PEE013)~~

分类号: TB383.2

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.08.033

页码: 247-256

总页数: 10

文件大小: 1823K

下载量: 200

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