轴承钢与陶瓷表面沉积DLC薄膜的界面力学特性比较研究

摘要

基于界面力学理论,构建了膜基系统界面外载响应模型.对M50钢基底和Si3N4陶瓷基底表面沉积DLC膜的界面力学特性计算,结果表明,在相同的表面集中载荷、相同DLC沉积膜的条件下,由于陶瓷材料的弹性模量大于钢材,所以Si3N4陶瓷基底的界面应力比M50钢基底大,但变形较小,两者的弹性变形能相同;随着DLC膜厚度增大,Si3N4陶瓷基底的界面最大法向应力增加速率比M50钢快,其数值大小与DLC膜的弹性模量相关,膜的硬度越大,界面最大法向应力越大;弹性模量差异较小的膜基系统,界面横向应力差值较小,在表面载荷过大时越不易发生薄膜分层剥落破坏,即膜基匹配性越好.