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CrSiBCN薄膜与不同对磨件在海水中的摩擦性能

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本文利用非平衡磁控溅射系统在316L不锈钢上制备出CrSiBCN纳米复合薄膜，通过球盘式滑动摩擦评价了CrSiBCN薄膜与不同对磨件(SiC、Al2O3、GCr15和黄铜)在海水中的摩擦性能。研究发现，CrSiBCN薄膜与陶瓷类对磨件（SiC和Al2O3）的摩擦系数较金属类对磨件（GCr15和黄铜）的摩擦系数要低，其中SiC在海水中发生水合反应生成的水溶性硅胶起到润滑膜的效果，使CrSiBCN/SiC摩擦副的摩擦系数最低（0.16）。同时，可与海水发生化学反应的对磨件（SiC、GCr15）可以减少CrSiBCN薄膜的磨损，从而降低其磨损率，其中GCr15的磨屑发生氧化反应生成的氧化物粘附在CrSiBCN表面，保护CrSiBCN薄膜不被磨损，使CrSiBCN薄膜的磨损甚至检测不到。基于摩擦系数和薄膜磨损率的相对指数总和，最终确定了海水环境中适合与CrSiBCN薄膜相匹配的对磨件材料为SiC。
(本工作受国家自然科学基金No.51375231资助）