沉积气压对HC-PECVD管内沉积Si/O-DLC涂层均匀性、力学及摩擦学性能的影响
编号:358 稿件编号:313 访问权限:仅限参会人 更新:2023-03-28 15:31:48 浏览:459次 口头报告

报告开始:2023年04月22日 20:40 (Asia/Shanghai)

报告时间:15min

所在会议:[MC-22B] 摩擦学表面工程论坛22日晚B » [MC-22B] 摩擦表面工程论坛22日晚场B

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摘要
金属管筒件广泛应用于航空航天、石油化工、海洋工程装备等重要领域,如武装枪械管体、火箭发动机推进剂加注系统、石油天然气运输管道、深海海水泵柱塞套等。但在严苛环境中,管件内壁常常面临腐蚀、划伤磨损等损伤,不仅导致服役寿命缩短,同时带来巨大经济损失。类金刚石碳基涂层(DLC)兼具高硬度、化学惰性与减摩耐磨特性,是理想的管件内壁防护材料之一,但由于内壁沉积涂层均匀性、力学以及摩擦学行为的影响研究不足制约了其实际应用。本工作采用空心阴极等离子增强化学气相沉积技术(hollow cathode plasma enhanced chemical vapor deposition,HC-PECVD)在304不锈钢 (管内径为100 mm,壁厚为2 mm,长度为30 cm)管内制备厚度在3μm左右的Si、O共掺杂涂层(Si/O-DLC),系统研究了沉积气压对涂层均匀性、力学以及摩擦学性能的影响。结果表明,随沉积气压10 mTorr增大至40 mTorr,Si/O-DLC涂层中Si、O含量呈先增加后减少的趋势,10 mTorr管内涂层中Si、O含量整体最多,同时沉积速率增加,40 mTorr达178 nm/min,但30 mTorr涂层沿管轴向厚度均匀性最佳。随气压上升,涂层硬度在20 mTorr达到峰值16.75 GPa,然后降至13.24 GPa (40 mTorr)。涂层膜基结合力LC3随气压上升单调增大,40 mTorr下LC3达最大值19.59 N。涂层整体摩擦系数保持在0.08左右,但磨损率随气压上升先增加到4.86×10-7 mm3/Nm (20 mTorr),随后降至2.83×10-7 mm3/Nm (40 mTorr)。30 mTorr下管内Si/O-DLC涂层综合性能最佳。
关键字
Si/O-DLC,HC-PECVD,管内,均匀性,摩擦磨损
报告人
许浩杰
中国科学院宁波材料技术与工程研究所;宁波大学

稿件作者
许浩杰 中国科学院宁波材料技术与工程研究所;宁波大学
汪爱英 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
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