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织构化Ti/Al共掺杂类金刚石薄膜摩擦学性能的研究

类金刚石，表面织构，摩擦，混合离子束技术

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类金刚石（DLC）薄膜由于具有优越的摩擦学性能被广泛应用于保护涂层。而金属掺杂和表面织构化作为改善摩擦副摩擦学性能的重要手段，对于进一步提高DLC的摩擦学性能并延长其使用寿命和可靠性有重要意义。本文采用两步工艺，通过电感耦合等离子体刻蚀以及线性离子束复合磁控溅射技术制备了具有不同面密度（0-40％）的Ti/Al共掺杂类金刚石（Ti/Al-DLC）薄膜，研究了不同织构密度对Ti/Al-DLC薄膜在干燥条件下的摩擦学行为的影响，以及相应的表面形貌，化学状态和力学性能。结果表明：表面织构化对Ti/Al-DLC薄膜的化学键态和力学性能没有影响。当织构密度为5％时，薄膜表现出稳定的摩擦趋势，与无织构样品相比，稳态摩擦系数降低了17.8％，同时磨损率降低了约44％，表现出优异的抗磨损能力。这是由磨削引起的较低石墨化和微凹坑的磨粒捕获效率的协同效应所致。