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《氮化硅表面耐磨涂层的制备与摩擦磨损性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、硕士研究生论文摘要I摘要陶瓷轴承相比于金属轴承而言具有耐高温、密度小、硬度高、热膨胀系数小、以及良好的自润滑性能和耐腐蚀性能等优点，然而，陶瓷轴承的缺点同样很明显，脆性大、不易加工成型、加工成本高并且可靠性差。陶瓷轴承一经制成，其微观结构就难以通过有效的手段来得到改善，陶瓷轴承中的孔洞、微裂纹和有害杂质，无法通过变形改变或消除其缺陷。表面制备技术在改善材料表面结构，提高材料的耐磨性、减摩擦性能和延长工件使用寿命等方面发挥着越来越重要的作用。可改善陶瓷材料表面缺陷，提高陶瓷材料耐磨擦磨损性能，获得综合性能良好的陶瓷轴
2、承。根据以上研究背景，本文利用微波等离子体法沉积技术在氮化硅和碳化硅陶瓷材料表面得到金刚石薄膜，对表面形貌、表面成分和表面摩擦学性能进行了研究，本文的主要研究内容如下：(1)研究了氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷表面沉积CVD金刚石薄膜的工艺。采用微波等离子体CVD法(MPCVD)在两种基底上制备了微米晶金刚石薄膜、纳米晶金刚石薄膜和金刚石/石墨复合薄膜。结果表明：微米晶金刚石的晶粒尺寸较大，尺寸范围在200～300nm，晶界处出现纳米晶颗粒。随着甲烷浓度的增加时，金刚石表面颗粒减小，得到纳米晶金刚石。当甲烷浓度进一步增大时
3、，出现线状金刚石/石墨复合结构。(2)通过场发射扫描电子显微镜、高分辨拉曼光谱和原子力显微镜对金刚石薄膜进行表征，结果表明：随着甲烷浓度的增加，表面粗糙度和润湿角呈现先减小再增加，随后再减小的趋势，表面颗粒尺寸减小。(3)采用MS-T3000型摩擦磨损试验机对在干摩擦条件下氮化硅陶瓷材料表面沉积的金刚石薄膜的摩擦磨损性能进行了研究。研究表明：在适当甲烷浓度下获得的金刚石薄膜具有最好的综合性能，即最低的摩擦系数和最低的薄膜磨损率。CVD薄膜中石墨的含量对摩擦磨损性能有较大的影响。在石墨含量较低的薄膜中，摩擦副出现了较
4、大的磨损，有较为明显的犁沟效应，薄膜的磨损主要是表面金刚石颗粒的微断裂，随着石墨含量的增加，薄膜硬度减小，薄膜主要以金刚石晶粒磨平的形式为主，继续增大甲烷浓度至10%，磨痕两端呈现断崖式界面，主要以脆性断裂为主。关键词：CVD金刚石薄膜；微波等离子体CVD法；氮化硅；碳化硅；摩擦磨损II摘要硕士研究生论文硕士研究生论文AbstractIIIAbstractComparedwiththemetalbearing,theceramicbearingischaracterizedwithhightemperaturere
5、sistance,lowdensity,highhardness,lowthermalexpansioncoefficient,goodself-lubricatingpropertyandhighcorrosionresistance.However,duetoitshighfragility,ceramicmaterialisdifficulttofabricatewhichleadtohighcostandlowreliability.Moreover,itisdifficulttoimprovethesur
6、facemicrostructureoftheceramicbearingwhenitwasmanufactured.Inparticular,somedefects,suchasholes,micro-cracksandharmfulimpuritiescannotbeeliminatedbysomeeffectivemethods.TheSurfacepreparationtechnologyplaysanimportantroleinenhancingtheperformanceoftheceramicbea
7、ring,whichcanbeabletoincreasethewearresistance,reducefrictioncoefficientandextendtheservicelifeofthebearing.Therefore,itisessentialtostudytheprocessofthecoatingbearingstoaccessbetterperformance.Inthisthesis,diamondfilmsweredepositedonthesurfaceofsiliconnitride
8、andsiliconcarbideceramicsbymicrowaveplasmamethod.Thesurfacemorphology,surfacecompositionandtribologicalpropertiesofdiamondfilmswerestudied.Maincontentsofthisarticleareasfollows:1.T
