掺铬类石墨碳膜在润滑油条件下的摩擦学性能研究

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1、分类号：THU7单位代码:10720密级：公开学号：1208050303©敗浓璆义綮虼硕士学位论文掺铬类石墨碳膜在润滑油条件下的摩擦学性能研究StudyonTribologicalPropertiesofCr-dopedGraphitelikecarbonFilmunderOilLubrication论文作者：____________________杨丽f___指导教师、职称：张永宏副教授学科、专业名称：材料加工工程研究方向：新材料及其制备技术二〇一五年六月陕西理工学院学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是

2、我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他个人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得陕西理工学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名：和M电Tvj年<月厂日陕西理工学院学位论文使用授权声明本人同意研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属陕西理工学院。本人保证毕业离校后，发表本论文或使用本论文成果时署名单位仍为陕西理工学院。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或

3、其它指定机构送交论文的电子版和纸质版；本人授权陕西理工学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密匕/(请在以上相应方框内打“V”）作者签名：■年<月夕日分类号：TH117单位代码：10720密级：公开学号：1208050303硕士学位论文掺铬类石墨碳膜在润滑油条件下的摩擦学性能研究StudyonTribologicalPropertiesofCr-dopedGraphi

4、telikecarbonFilmunderOilLubrication论文作者：杨丽雯指导教师、职称：张永宏副教授学科、专业名称：材料加工工程研究方向：新材料及其制备技术二○一五年六月摘要工业实践证明，固体润滑涂层及液体润滑剂能十分有效地减小运动副的摩擦和磨损。新兴起的类石墨碳膜具有良好的减摩耐磨效果，但其热稳定性差、磨损不易补给限制了其使用范围，若与液体润滑剂复合使用则能起到取长补短的作用。目前对固液复合润滑技术的研究才刚起步，迄今国内尚未见到有关类石墨碳膜在固液复合润滑条件下的摩擦行为的研究报道。本文采用闭合

5、场非平衡磁控溅射离子镀制备了掺铬类石墨碳膜。用球-盘摩擦磨损试验仪，在三类润滑油（石蜡基润滑油、合成润滑油、机械油）条件下对掺铬类石墨碳膜与未镀膜（基体材料）进行摩擦磨损实验。通过改变载荷和滑动速度，考察不同润滑油与掺铬类石墨碳膜的复合作用，探明了载荷、滑动速度对复合润滑体系的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱、激光共聚焦显微镜对摩擦表面磨痕进行检测和观察，探讨固液复合润滑条件下的摩擦磨损机理。另外还研究了润滑油添加剂（MoDTC、ZDDP）对复合润滑体系的摩擦特性的影响。掺铬类石墨碳膜与润滑剂复合润

6、滑的摩擦磨损性能的研究结果表明：液体润滑剂对掺铬类石墨碳膜的摩擦磨损性能起到改善的作用。润滑油条件下掺铬类石墨碳膜比未镀膜（基体材料）的比磨损率低，摩擦因数高。机械油条件下掺铬类石墨碳膜的摩擦因数随载荷的增加而减小，在160N时15#（机械油的一种）条件下掺铬类石墨碳膜具有最低的摩擦因数和比磨损率。合成润滑油条件下复合润滑的摩擦磨损性能与润滑油的粘度相关，低粘度的合成润滑油（PAO-4）具有更低的摩擦因数和比磨损率。石蜡基润滑油条件下掺铬类石墨碳膜摩擦因数则随载荷的增加先减小后增加，120N时摩擦因数、比磨损率最

7、低。研究发现滑动速度对复合润滑体系的磨损性能几乎不影响。在研究添加剂对固液复合润滑体系摩擦磨损性能的影响中发现，润滑油中加入添加剂MoTDC后摩擦界面出现部分薄膜剥落，未起到延长薄膜使用寿命的作用。加入添加剂ZDDP后摩擦因数与比磨损率减小，摩擦界面磨痕轻微，磨损程度得到改善，呈现出良好的减摩耐磨性能。关键词：摩擦磨损；掺铬类石墨碳膜；润滑油；添加剂；固液复合润滑iAbstractInIndustrypracticeprovesthatsolidlubricatingcoatingsandliquidlubric

8、antcaneffectivelyreducejointfrictionandwear.Thenewgraphite-likecarbonfilmhasgoodantifrictionandwearresistance,butitspoorthermalstability,wearwithnoteasilysuppliedlimitsthescopeofuse.Howev