PIIID技术制备Ti/DLC和W/DLC纳米多层薄膜

【摘要】：本研究采用等离子体浸没离子注入与沉积(PIIID)技术在2Cr13钢表面制备了Ti/DLC和W/DLC纳米多层薄膜,膜层的总厚度约为1.5μm,其调制周期从50nm增加到400nm。对制备的纳米多层膜进行了扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、显微硬度、摩擦磨损、划痕测试。SEM测试结果表明:纳米多层膜具有完整、清晰的调制层结构。XRD测试结果表明所制备的纳米多层膜均为非晶态薄膜。显微硬度测试结果表明:所制备的薄膜的显微硬度均得到提高,和基体相比,Ti/DLC和W/DLC纳米多层薄膜的显微硬度提高幅度分别最高达211%和56%。划痕试验表明:不同调制周期薄膜的破裂方式明显不同,硬度较低的膜层具有相对较好的断裂韧性,和基体具有较好的结合强度。摩擦磨损实验结果表明:Ti/DLC和W/DLC纳米多层薄膜分别在小调制周期时摩擦磨损性能较好,其摩擦系数在磨擦8000转后保持稳定,而制备的DLC单层薄膜在摩擦2000转后摩擦系数就逐渐上升,从综合性能看:纳米多层薄膜保持了类金刚石(DLC)薄膜低摩擦系数的特性,具有良好的承载能力以及膜-基结合特性。