胡杨，何沐阳
(贵州大学 机械工程学院，贵州 贵阳 550025)
摘 要：在环境恶劣的海洋中，传统单一的类金刚石薄膜(DLC)已不能满足减摩和耐磨的性能要求，而元素掺杂已成为提升DLC薄膜摩擦学性能的重要方法。为了改善DLC薄膜的性能，采用直流磁控溅射技术在304不锈钢上沉积掺杂MoS2的DLC薄膜，研究DLC薄膜中掺杂MoS2对在大气环境、去离子水及人工海水环境的摩擦学性能的影响。利用SEM、EDS表征该薄膜的表面形貌及元素含量；XPS、Raman等测试手段表征薄膜含有元素的价态及微观结构；此外，通过纳米压痕仪及摩擦试验机测试薄膜的力学性能与摩擦学性能。实验结果表明：薄膜无孔洞及裂纹产生、组织结构均匀致密；薄膜最高硬度约10GPa，弹性回复率达到56.8%，随着MoS2溅射功率的增加，薄膜的摩擦系数逐渐增加。在三种环境中，DLC-MoS2-40薄膜的摩擦系数及磨损率最低，摩擦系数分别约为304不锈钢的1/7、1/6和1/6，磨损率分别约为304不锈钢的1/10、1/3和1/3。MoS2掺杂类金刚石薄膜可以有效地改善304不锈钢基体的摩擦磨损性能。
关键词：摩擦磨损；DLC薄膜；元素掺杂；磁控溅射