第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

79 / 2020-09-16 15:11:39

基底偏压对丁腈橡胶表面有和没有Si中间层的Si-DLC薄膜微结构及摩擦学性能的影响

丁腈橡胶；碳基薄膜； 基底偏压；微结构；摩擦学性能

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丁腈橡胶（NBR）由于其良好的耐油性和较低的成本，是目前油封及O型密封圈最常用橡胶密封材料之一，广泛应用于汽车工业、航空航天、油田化工等领域。然而，丁腈橡胶密封件在实际使用中极易磨损，从而影响整个设备的安全性、可靠性和耐久性。因此，改善其耐磨性对于提高其服役寿命具有极其重要的意义。本文以丁腈橡胶为基底，采用非平衡磁控溅射技术在丁腈橡胶表面制备Si/Si-DLC薄膜，并重点研究了不同偏压对有和没有Si中间层的Si-DLC薄膜微结构、界面结合强度和摩擦学性能的影响。研究结果表明，偏压并不影响丁腈橡胶表面无Si中间层Si-DLC薄膜的结构，而Si中间层的引入则影响Si-DLC上层薄膜的生长机理和微结构。摩擦学研究表明，偏压较低时(≤500V)，有和没有Si中间层并不影响Si-DLC薄膜的摩擦和磨损，但其磨损机理则完全不同。而当偏压足够高时(≥700V)，有Si中间层的薄膜比没有Si中间层薄膜的摩擦系数要低。最后需要指出的是，当上层碳薄膜性能较差时选用脆性中间层存在一定的风险。因此，在不牺牲结合力的情况下应尽量选用韧性层作为中间承载层。