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界面调控对Cr-DLC薄膜在腐蚀溶液中摩擦学性能的影响

类金刚石薄膜；盐酸；摩擦；滑动界面

考虑到摩擦过程中滑动界面处发生的复杂物理和化学过程，摩擦副在很大程度上被视为一个统一的系统，这样可避免在恶劣环境下因摩擦导致的过多能量和材料损失。在这里，我们进行了Cr掺杂类金刚石碳（Cr-DLC）薄膜在盐酸环境中对几种常用配副材料的摩擦学行为研究，以解决Cr-DLC薄膜在恶劣环境下的摩擦腐蚀失效。结果表明，配副材料和界面处生成的摩擦化学产物对Cr-DLC的摩擦学行为有显着影响。在HCl环境下，Cr-DLC薄膜与不同配副滑动时，摩擦系数高度依赖于Hertzian接触理论计算出的相关Hertzian接触半径；磨损率与界面处生成的摩擦化学产物有关。此外，还引入摩擦副的硬度比和弹性能密度，用以分析Cr-DLC薄膜在配合材料上滑动时的磨损行为。所有结果表明，当与四面体非晶碳（ta-C）配副时，Cr-DLC薄膜在盐酸中表现出最优异的摩擦学性能。了解Cr-DLC薄膜与不同配副材料的摩擦学基本机理将扩大Cr-DLC薄膜在腐蚀性环境中的实际应用。