CO2环境下DLC与不同对偶的摩擦学机理分析

论文摘要

高硬度、高耐磨以及良好化学稳定性的类金刚石（DLC）薄膜具有低摩擦行为.采用非平衡磁控溅射技术制备DLC薄膜,在CSM高-低温真空摩擦试验机上进行摩擦学测试,并且基于第一性原理建模计算,分析真空和CO2气氛与DLC薄膜同Al和ZrO2配副之间相互作用的摩擦机理.结果表明:真空环境下,DLC同Al和ZrO2配副对磨的摩擦系数分别为0.8和0.28;CO2气氛环境下的摩擦系数分别为0.051和0.011.理论计算揭示,真空环境下Al/DLC和ZrO2/DLC的相互作用界面分别形成Al—C和O—C共价键和大的界面分离功,导致摩擦系数偏高;然而,CO2饱和了DLC表面的C悬键,且在Al/DLC-CO2和ZrO2/DLC-CO2摩擦副的界面处形成了Al—O和O—O的高能反键态,导致界面分离功降低,从而呈现出较低的摩擦系数.表明ZrO2/DLC摩擦副的摩擦性能更优;更重要的是,CO2气氛可以显著降低两种摩擦副的摩擦系数.

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郑韶先,李强,霍磊

关键词: 薄膜,第一性原理,分离功,反键

来源: 兰州理工大学学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学,工业通用技术及设备,机械工业

单位: 兰州交通大学材料科学与工程学院

基金: 国家自然科学基金(51765030)

分类号: TB383.2;TH117.1

页码: 6-11

总页数: 6

文件大小: 2048K

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