不同过渡层对DLC薄膜力学性能和摩擦学性能的影响

摘要

薄膜与基体间的界面结合性能是决定薄膜性能发挥的关键要素.针对类金刚石薄膜(DLC)在硬质合金上结合力差的问题,采用线性阳极离子束复合磁控溅射技术在硬质合金YG8基体上设计制备了单层W过渡层、WC过渡层、双层W过渡层和三层W过渡层4种不同W过渡层的DLC薄膜,探讨了不同过渡层对DLC薄膜力学和摩擦学性能的影响.结果表明:不同过渡层结构的DLC薄膜结构致密,界面柱状生长随着层数增加及过渡层厚度的降低而打断,有利于改善薄膜的韧性.当为三层W过渡层时,DLC薄膜的断裂韧性达到最大值6.44 MPa·m1/2;与单层W过渡层相比,薄膜硬度有小幅下降,但薄膜内应力降低了55％,且膜/基匹配性更佳,结合强度高达85 N,此时薄膜具有较低的摩擦因数和磨损率,表现出比较优异的抗磨减摩性能.