掺钨类金刚石膜离子渗硫后的微观结构与摩擦学性能.pdf

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1、第33卷第12期材料热处理学报Vo1．33NO．122012年12月TRANSACT10NSOFMATERIALSANDHEATTREATMENTDeeember2012掺钨类金刚石膜离子渗硫后的微观结构与摩擦学性能岳文，高晓成，王松，付志强，王成彪，刘家浚(1．中国地质大学(北京)工程技术学院，北京100083；2．清华大学机械工程系，北京100084)摘要：探讨了掺钨类金刚石(W—DLC)膜沉积及离子渗硫两步合成DLC和WS：复合固体润滑膜的新方法。利用低温离子渗硫技术对4种钨含量的W—DLC膜进行离子渗硫处理，

2、采用扫描电子显微镜(SEM)、俄歇扫描探针(SAM)、x射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱仪(Raman)，纳米硬度计(Nano—indenter)和摩擦磨损试验机考察了渗硫处理后W—DLC膜的微观结构与摩擦学性能。结果表明：渗硫处理使W—DLC膜中生成了WS，，促进了DLC膜的石墨化，并降低了其纳米硬度；随钨含量增加，渗硫处理的W—DLC膜纳米硬度逐渐升高，摩擦系数和磨损率逐渐减小，渗硫后的27．7％W—DLC膜表现出最优异的摩擦学性能。关键词：掺钨类金刚石；低温离子渗硫；固体润滑膜；摩擦学性能中图分类号：：TG1

3、61文献标志码：A文章编号：1009—6264(2012)12—0121—05】【icr0structureandtribologicalbehaviorofsulfurizedW-dopeddiamond．1ikecarbonfilmYUEWen，GAOXiao—cheng，WANGSong，FUZhi-qiang，WANGCheng—biao，LIUJia-jun(1．SchoolofEngineeringandTechnology，ChinaUniversityofGeosciences(Beijing)，Be

4、ijing100083，China；2．DepartmentofMechanicalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：AnewmethodforsynthesizingW—dopeddiamond—likecarbon(W—DLC)withWS2compositesolidlubricationfilmbydepositionandlowtemperatureionsulfurationtechnologywasstudied．W—

5、DLCfilmswithdifferentWcontentswereprepared．Microstructure，nanohardnessandtribologicalbehaviorofthesulfarizedW-DLCfilmwereinvestigatedbymeansofscanningelectronmicroscopy(SEM)，scanningAugermicroscopy(SAM)，X—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)，Ramanspectroscopy(Rama

6、n)，Nano—indentation，frictionandweartester．TheresultsshowthatWS2isformedandthecontentofsp一CincreasesonthesurfaceofW—DLCfilmafterionsulfuration。whichmakesthehardnessofW—DLCfilmdecrease．ThenanohardnessofthesulfurizedW-DLCfilmriseswiththeincreaseofWcontentinthefilm

7、whilethefrictioncoemcientandthewearratedecreaseswiththeriseofWcontentinthefilm．ThesulfurizedW—DLCfilmwiththeWcontentof27．7％exhibitsthelowestfrictioncoeffjeientandwearrate．Keywords：W—dopeddiamond-likecarbon；lowtemperatureionsulfuration；solidlubricationfilm；tribo

8、logicalbehavior类金刚石(DLC)膜具有高硬度、优异的摩擦学和性能，但高金属含量使Me．DLC膜表现出较高的摩擦抗蚀性能，已成为当前最具有应用前景和热门的薄膜系数，如何克服这个弊端是迫切需要解决的问题。材料引。金属掺杂DLc(Me—DLC)膜可以复合多种硫系化合物(MoS、WS、FeS、ZnS等)是一类应结构和成分，具有变化多样的