1、針對DLC薄膜在精密零部件中的應用，研究了在常溫條件下沉積高界面強度的DLC薄膜的技術，以提高DLC膜與金屬基材之間的界面結(jié)合強度。在本研究中，DLC薄膜通過自制的RF-DC雙電源CVD鍍膜設備制備，并研究了其沉積在不同金屬基材上所表現(xiàn)出的摩擦特性。該鍍膜設備為一個帶有高低真空測量裝置及其輔助裝置的超高真空系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，為能使0.2m3的真空室在30min內(nèi)達到極限真空1×10-7Pa，采用了抽速為1600L/S復合分子泵與抽速為5

2、50L/S鈦升華泵并聯(lián)作為主泵，抽速為30L/S的旋片式機械泵串聯(lián)復合分子泵作為前級泵的抽氣系統(tǒng)。自真空室出口至復合分子泵入口段的總流導為853L/S。在常溫條件下，通過PECVD法制備中間層的反應氣體為(CH3)4Si與H2，制備DLC薄膜的反應氣體為C2H2與H2。通過在DLC薄膜與基材之間沉積一層a-Si∶H過渡膜，研究了其與基材Ti、Ti-6A1-4V、S45C、SKH51之間的結(jié)合強度，并分析了復合膜的破壞機理。在Ball-o

3、n-Disk摩擦試驗機上，測定了摩擦系數(shù)、局部磨損面積以及磨損深度，并評價了其摩擦特性。實驗結(jié)果表明:在常溫條件下，將DLC膜直接沉積在金屬基材上，膜基之間的粘著性是非常弱的，并在基材與薄膜之間出現(xiàn)了明顯的裂紋;通過施加a-Si∶H中間過渡層，界面處的結(jié)合強度得到明顯改善，在摩擦實驗中，DLC膜被完全磨損，未發(fā)生剝離現(xiàn)象;摩擦系數(shù)與摩擦副的材質(zhì)有關，一般情況下，摩擦系數(shù)在0.1～0.15之間，且采用金屬材料摩擦副時的摩擦系數(shù)比陶瓷材料的

4、稍高。在實驗過程中，將SUJ2球、Si3N4球、SUS304球與SiC球作為摩擦副時，摩擦系數(shù)在Si3N4球時最低，約0.1;本文也研究了膜厚對界面結(jié)合強度的影響，采用直流等離子體增強化學氣相沉積法沉積4h，獲得較厚的DLC膜，實驗表明，沉積薄膜的最大厚度不超過3.3μm，當摩擦循環(huán)量達到70萬周時，磨損厚度約為1μm，表明厚膜化處理的DLC膜的摩擦阻抗與薄DLC膜相同，但隨著膜厚的增加，膜內(nèi)的殘余應力也增加，對于厚膜擁有更高的界面結(jié)合