摘要：利用阳极层离子源辅助磁控溅射技术在316L不锈钢上制备了不同钛掺杂含量的类金刚石薄膜(Ti-DLC).采用白光干涉仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)考察了五种钛掺杂含量Ti-DLC薄膜的化学组成和微观结构.采用SRV摩擦磨损试验机在边界润滑条件下进行摩擦磨损实验.实验结果表明,在较低Ti掺杂含量(0％～0.68％) Ti-DLC薄膜中,掺杂的钛元素以单质形式固溶在碳基质中,当钛含量达到5.81％时,薄膜内sp2-C含量继续降低,而sp3-C含量有所增加,并有大量硬质颗粒TiC和TiO2形成,这是导致5.81％Ti-DLC薄膜硬度和弹性模量比低钛掺杂含量Ti-DLC有所提高的原因;低Ti掺杂含量(0％～0.68％)Ti-DLC薄膜在油润滑条件下具有较为优异的摩擦学性能,尤其是0.68％Ti-DLC,获得最小摩擦系数0.103,这是由于钛原子分散在碳基质中,对薄膜起到了固溶强化的作用,而钛含量达到5.81％时,由于有硬质颗粒TiC和TiO2的存在,Ti-DLC薄膜的摩擦、磨损程度均明显加剧,导致摩擦学性能变差.
