人工晶体学报

作者：王贺, 沈建辉, 闫广宇, 吴玉厚, 张慧森

单位：1.现代建筑工程装备与技术国际合作联合实验室,沈阳 110168;；2.沈阳建筑大学机械工程学院,沈阳 110168

关键词：金刚石,甲烷浓度,摩擦磨损,热丝化学气相沉积,碳化硅基底,耐磨性,磨损率,摩擦系数,

基金：国家自然科学基金(51942507);学科创新引智项目(D18017);沈阳市科技计划(18-400-6-05)

利用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在碳化硅基底上制备金刚石薄膜,采用场发射扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、原子力显微镜研究了在不同甲烷浓度条件下制备的金刚石薄膜表面形貌及物相组成,在干摩擦条件下通过往复式摩擦磨损实验测试并计算了已制备金刚石薄膜的摩擦系数和磨损率,结合物相分析及摩擦磨损实验结果分析了甲烷浓度的改变对金刚石薄膜摩擦磨损性能的影响。结果表明,由于甲烷气体含量的升高,金刚石薄膜结晶质量下降,薄膜由微米晶向纳米晶转变。摩擦磨损实验结果显示:3%甲烷浓度条件下制备的金刚石薄膜耐磨性较好,磨损率为2.2×10-7 mm3/mN;5%甲烷浓度条件下制备的金刚石薄膜摩擦系数最低(0.032),磨损率为5.7×10-7 mm3/mN,制备的金刚石薄膜的耐磨损性能相比于碳化硅基底(磨损率为9.89×10-5 mm3/mN)提升了两个数量级,显著提高了碳化硅基底的耐磨性。

来源：2021年第11期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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