论文部分内容阅读
在低温、高真空等苛刻条件下,固体润滑剂可以取代液体润滑剂有效地发挥润滑作用。Ag作为固体润滑剂的一种,它的剪切强度低,在低温、辐射、真空等条件下依然具有很好的润滑效果。本文采用离子束辅助沉积技术制备纯Ag固体润滑膜,并对薄膜的摩擦磨损性能进行了系统的研究。在不同沉积工艺(磁控溅射和离子束辅助沉积)、沉积参数(离子源清洗时间、溅射气压、离子源轰击功率)下制备Ag膜,利用球_盘式摩擦磨损试验机对薄膜的摩擦磨损性能进行了分析,结果表明利用离子束辅助沉积技术制备的Ag膜摩擦磨损性能更加优良；离子源清洗时间30分钟为宜,过长的清洗并不会进一步提高薄膜的摩擦磨损性能；溅射气压越低,薄膜越致密,其摩擦磨损性能越好:在低气压下制备Ag膜离子源轰击功率75W即可。利用冷场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征Ag膜的形貌、厚度、成分及微观结构,得出利用离子束辅助沉积技术制备的Ag膜结构致密,且具有以(111)取向为主的晶体结构。最后利用球-盘式摩擦磨损试验机讨论了Ag膜厚度、试验条件(环境气氛、转速、负载)、基体材料及基材的前期注入处理对Ag膜摩擦磨损性能的影响。结果表明：在一定厚度范围内,薄膜越厚,薄膜摩擦磨损性能越好；真空环境下,纯Ag固体润滑膜表现出优良的摩擦磨损性能,而在大气中,摩擦磨损性能会大大降低,这主要是因为气体的吸附作用和Ag在空气中易氧化,导致薄膜失效。即使同在大气环境下进行摩擦磨损实验,放置较长时间(70天)的Ag膜耐磨寿命也只有刚刚制得的薄膜耐磨寿命的一半,所以Ag膜不宜在大气环境中长时间存放,应真空或保护气氛中保存；Ag膜承受负载越大,转速越快,耐磨损性能越差,Ag膜不适宜在高负载和高转速下工作；不同的基体材料上制备的Ag膜摩擦磨损性能也有很大差异,基材硬度越大,薄膜的摩擦磨损性能越好；离子注入处理可以提高基材硬度,所以基体经注入处理(分别注入N、Ti)的Ag膜表现出更优异的摩擦磨损性能。