PECVD類金剛石涂層的結(jié)構(gòu)及其摩擦腐蝕行為

宋紫炆,肖樂(lè)銀,肖 錦,周思科,張彤彤,馬利秋,3,彭金勇,周升國(guó)

(1.江西理工大學(xué),材料科學(xué)與工程學(xué)院,江西 贛州 341000;(2.中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司 國(guó)家特種礦物材料工程技術(shù)研究中心,廣西 桂林 541004;3. 江西理工大學(xué),理學(xué)院,江西 贛州 341000)

316L不銹鋼是一種穩(wěn)定、具有完整奧氏體組織的奧氏體不銹鋼,其具有良好的高溫強(qiáng)度、加工性能和優(yōu)異的焊接性能,被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、航天航空等領(lǐng)域[1-6]。316L不銹鋼具有較為優(yōu)異的綜合性能,但在日益嚴(yán)苛的服役環(huán)境下仍能發(fā)現(xiàn)其存在一些問(wèn)題和不足,如316L不銹鋼的摩擦磨損性能較差,且其在海洋大氣環(huán)境下會(huì)發(fā)生點(diǎn)腐蝕和應(yīng)力腐蝕反應(yīng),這些問(wèn)題限制了其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用[5,7-9]。因此,提高316L不銹鋼的摩擦磨損性能和耐腐蝕性能是擴(kuò)展其應(yīng)用范圍的重要方向。在工業(yè)應(yīng)用中,常在不銹鋼表面制備涂層以改善不銹鋼表面性能,提高其摩擦磨損性能和耐腐蝕性能,從而延長(zhǎng)其使用壽命。類金剛石涂層是一種非晶結(jié)構(gòu)的涂層材料,其原子結(jié)構(gòu)為sp3雜化碳(sp3-C)空間網(wǎng)絡(luò)中鑲嵌著短程或中程有序的sp2雜化碳(sp2-C)團(tuán)簇[10],有著摩擦磨損性能好、摩擦系數(shù)低、耐腐蝕性能好、硬度和彈性模量高、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)異的性能,被廣泛用作保護(hù)涂層[11-14]。類金剛石涂層的制備方法有很多種,包括等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)、熱絲化學(xué)氣相沉積法(HFCVD)、直接離子束法(IB)、微波等離子體輔助化學(xué)氣相沉積法(MPCVD)以及直流/射頻磁控濺射法等[15-17]。……