氮化硅陶瓷表面DLC膜的高温摩擦学性能

利用离子注入与沉积工艺在氮化硅陶瓷盘表面制备了厚约500 nm的类金刚石碳膜(DLC膜)。采用有限元模型模拟计算了DLC膜的热应力,分析了不同工作温度下薄膜热应力的大小和分布;利用高温球盘摩擦试验机考察了陶瓷盘表面DLC膜的摩擦磨损特性;将表面沉积DLC膜的氮化硅陶瓷球经历不同温度循环后分别装入满装角接触轴承,测试了轴承的滚动摩擦力矩。试验结果表明:在常温到350℃范围内,氮化硅陶瓷表面的DLC膜可降低滑动摩擦因数和轴承的滚动摩擦力矩值,但随着温度的升高,DLC膜的磨损寿命变短。在经历400℃热循环后,陶瓷表面DLC膜在热应力和机械力的共同作用下起皱、脱落,配副摩擦恢复到未镀膜水平。