金刚石与纳米复合涂层的摩擦学

由力量纳米表面2016年7月20日

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低摩擦和耐磨材料的开发传统上是由高度特定的工业应用驱动的，如机械加工、冲压和成形工具[1]。欧洲杯足球竞彩这些涂层现在也在更广泛的产品中产生影响，包括剃须刀片、磁性硬盘、关键引擎部件、机械表面密封、防刮伤眼镜、侵入性和可植入性医疗设备以及微电子机械系统(MEMS)[2]。

低摩擦，低磨损和抗粘附性质是这些涂层的非常理想的特征，其包括金刚石碳（DLC）涂层以及纳米结构氮化物，例如氮化钼和氮化钛[2] [3]。纳米复合涂层现在正变得常见，用于保护机械系统的接触表面，因为它们允许更高的速度，增加寿命，提高耐腐蚀性[1] [2]。

类金刚石涂层(DLC)

许多DLC薄膜非常硬，提供的硬度数据接近90吉帕(GPa)。超硬材料是指硬度大于4欧洲杯足球竞彩0gpa[4]的材料。同时，从摩擦学的角度来看，它们提供了一些已知的最低的摩擦和磨损系数。

在酸性和盐水介质中，DLCs具有优异的光学和电学性能以及对腐蚀性和氧化攻击的化学惰性，这使得DLCs非常独特。对DLC表面动态润滑机制的理解仍处于初级阶段，研究已假定DLC和润滑剂之间的化学相互作用如何影响摩擦学[3][5]。一些研究人员认为，氢钝化DLC表面的“悬浮键”，以降低摩擦系数。而其他研究则关注了DLC与水的相互作用，并表明亲水羟基在降低DLC表面摩擦方面发挥了作用。结果表明，DLC表面未钝化的sigma键和π键的存在是摩擦[3]增加的主要原因。

酒精和脂肪酸的相互作用

2013年的一项研究使用原子力显微镜(AFM)和摩擦学测试检测了十六烷醇与DLC表面的相互作用。AFM表示表面覆盖量，即吸附的醇分子岛的大小和密度。然后进行了摩擦学测试，将磨损和摩擦行为与表面分子的吸附联系起来。研究表明，醇在DLC表面具有物理和化学吸附作用，并可能作为DLC涂层的边界润滑化合物。醇吸附到DLC表面可以减少涂层的磨损，但对进一步减少DLC的摩擦效果较差。提出的吸附机理包括温度效应和摩擦学摩擦效应，并表明DLC表面的氧化物与羟基的氢之间存在键合，使长烷氧基(己基)链向外，能够参与润滑过程。

醇以其润滑性能而闻名。[6]对十六烷酸和己醇在DLC表面的吸附性能进行了比较研究，结果表明，醇和脂肪酸都能对DLC表面起到磨损保护作用，特别是在80℃以上的温度下。同样的，由于DLC涂层固有的低摩擦特性，没有适当的减少摩擦。然而，在较低浓度(2至5 mmol/l)的脂肪酸相比醇提供更低的磨损，证明了酸的吸附能力增强。在DLC表面的吸附也被认为不仅是由于钝化键的形成(在酸的情况下是酯，在醇的情况下是醚)，而且还由于由自由离子和电子形成的摩擦体促进有利的摩擦化学过程[6]。

金属氮化物涂料

氮基硬质涂层具有较高的硬度、较低的摩擦因数、与不同钢的良好附着力以及优异的热稳定性和化学稳定性等优点，在钢表面的应用日益广泛。

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TiN和MoN单层涂层的热稳定性不是很高。在550-600℃时，这些涂层开始氧化，因此其硬度严重降低[7,8]。因此，具有良好物理、化学和摩擦学性能的金属氮化物多层纳米结构复合材料正被广泛应用。这种金属氮化多层纳米复合材料最近在波兰[7]使用一种用于球板滑动模态的通用机械测试夹具进欧洲杯足球竞彩行了检测。研究表明，TiN和MoN复合材料的磨损、摩擦和承载性能随晶粒尺寸的变化而变化。

结果表明，单层膜厚度的减小导致硬度的增加和晶粒结构的减小。另外一项关于纳米层厚度[8]影响的研究表明，用ARC/PVD方法获得的纳米多层膜，层厚度在10 ~ 20 nm之间，其摩擦系数在0.09 ~ 0.12之间。2015年的一项研究[9]报道，使用阴极电弧蒸发(真空电弧法)生产TiN/MoN交替层，具有优越的摩擦学和物理力学性能。这些涂层的元素和相组成、摩擦学性能、硬度和弹性模量表明，它们有希望作为切削工具、涡轮叶片、化学和核反应堆[9]的壁的保护涂层。沉积方法之后是退火过程，减少了涂层的晶粒尺寸，以获得如此优越的摩擦学和机械性能。

通用机械测试

机械测试仪是获取有关DLC涂层和纳米复合材料的机械和摩擦学性质的良好数据的关键方法。较强，较硬，低摩擦和惰性材料的发展导致技术的开发，可提供更轻，更强，更便宜的工具，建筑材料和消费产品。欧洲杯足球竞彩力量的城市轨道交通TriboLab(图1)是一款最先进的通用机械测试仪，可以提供全方位的摩擦学和机械测试[10]，以评估这类涂层。城市轨道交通TriboLab测试平台提供:

易于从旋转运动转变为往复运动
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一个电机，可容纳的速度和扭矩的全部范围
四个可互换的机械驱动器
各种配置包括旋转，往复式，圆形环，线性摩擦学和划痕试验

力量的城市轨道交通TriboLab

图1所示。力量的城市轨道交通TriboLab

参考文献

S. Veprek和M. J.G.Veprek-Heijman，超硬纳米复合涂层的工业应用，表面和涂料技术202（2008）5063-5073
A. Erdemir和C. Donnet，菱形碳膜的摩擦学系：最近的进展和未来前景，J. Phy。D：Appl。物理。39（2006）R311-R327
M. Kalin和R.IMI原子力显微镜和摩擦碳碳涂料和钢制醇类吸附的摩擦学研究，应用表面科学271（2013）317-328欧洲杯线上买球
S. Stupp，材料研究年度回顾，卷31，年度回顾，欧洲杯足球竞彩2001年9月1日，科学，p2欧洲杯线上买球
Erdemir A and Donnet C 2000 Modern Tribology Handbook, ed B Bhushan (Boca Raton, FL: CRC Press) pp 871-908
陈志强，王志强，丁志强，丁志强，氢化DLC涂层对乙醇和脂肪酸吸附性能的影响，机械工程学报，29 (2013)12,707-718
Pogrebnak等人，多层纳米结构涂层锡/ mon的结构和性质依赖于沉积条件，Acta Physica Polonica A，2014，Vol 125，No6，P1280-1283
B. O. Postolnyi和A Pogrebnjak等，纳米层厚度对多层TiN/MoN涂层结构和性能的影响，技术物理学报;2014年3月，第40卷第3期，第215页
波斯托尔尼。3 .王志刚，王志刚，王志刚，TiN/MoN单层和TiN/MoN多层涂层的摩擦学性能，摩擦学学报，2015年1月欧洲杯足球竞彩
布鲁克-摩擦学和机械测试

这些信息来源于布鲁克纳米表面公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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引用

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美国心理学协会
力量纳米表面。(2021年1月15日)。金刚石与纳米复合涂层的摩擦学。AZoM。于2021年6月26日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=13022检索。
MLA
力量纳米表面。“金刚石与纳米复合涂层的摩擦学”。AZoM．2021年6月26日。。
芝加哥
力量纳米表面。“金刚石与纳米复合涂层的摩擦学”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=13022。(2021年6月26日生效)。
哈佛
布鲁克纳米表面，2021年。金刚石与纳米复合涂层的摩擦学．Azom，浏览2021年6月26日，//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=13022。

安德鲁Nicolson 说:

2016年7月26日晚上7:32

非常好奇地“沉积方法之后是退火过程，这减少了涂层的晶粒尺寸以赋予这种优异的摩擦学和机械性能”。如果我们通过简单的热处理过程可以提高拳击和Dieplate的涂料的性能，这将是非常有价值的。如果它太热，虽然基材的硬度会受到影响。任何评论都会得到欣赏。
安德鲁Nicolson
德昌罗斯有限公司

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- 史蒂夫·谢弗说:
  
  2016年10月6日晚上5:23
  
  嗨安德鲁，
  我已经提醒了你的问题未经答复的事实，我被要求回复。
  首先，问得好，因为传统的想法是退火过程会生长晶粒(并减轻先前冷加工中位错纠缠造成的应力)。所以这可能是波兰作者用了一个稍微不同的翻译，他们的母语是“热处理”，或者可能有一个“非常规的”微观结构机制在这里发生。我同意你的观点，缩小晶粒尺寸通常是一种强化机制，但退火通常不会导致缩小晶粒尺寸。
  我也不知道他们在什么温度下才能得到涂层，从而减少晶粒尺寸并改善机械性能。我同意，这将是伟大的，如果你可以做一个快速，局部加热(没有太多的深度)，以实现这种颗粒减少，这样的基材的性质是保持。
  如果您感兴趣，我可以尝试联系原著作者，看能否得到一些澄清。
  随意联系我[电子邮件受保护]如果你想进一步讨论的话。
  SJS.
  
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