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掺杂元素对不定型碳膜摩擦磨损性能的影响

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提高海洋工程装备的耐蚀性和耐磨性对于进一步开发海洋资源具有重要的意义。本文采用PVD的方法分别制备了铬掺杂的类石墨碳膜（Cr-GLC），铜掺杂的类石墨碳膜（Cu-GLC）以及钛掺杂的类石墨薄膜（Ti-GLC），并测试了其在海水环境下的摩擦磨损性能以及腐蚀性能。结果表明：薄膜均呈现出典型的柱状结构，相比较而言，Cu-GLC的表面质量最差。拉曼表明Cu-GLC薄膜的sp2/sp3最大；腐蚀试验表明Ti-GLC薄膜的耐蚀性最好，这主要是由于Ti具有较好的抗腐蚀性；摩擦系数均表现出先减小后稳定的趋势，这主要和海水的润滑作用和GLC薄膜的自润滑作用有关，Cu-GLC薄膜的耐磨性最差，而Ti-GLC的耐磨性最好，这是摩擦化学反应膜和吸附膜共同作用的结果；三种薄膜的主要磨损机制均为磨粒磨损和腐蚀磨损。