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作者：张树玲;武帅政;杨相栋;马兴华;郭峰;张波;
单位：青岛理工大学机械与汽车工程学院;宁夏大学机械工程学院;
摘要：采用磁控溅射沉积技术在316L不锈钢基体上分别沉积了以TiN和NiN为过渡层的类金刚石(Diamond-like carbon, DLC)涂层。采用扫描电镜、拉曼光谱仪、纳米压痕仪、划痕测试仪和摩擦磨损试验机分析了DLC涂层的表面质量、组织结构和摩擦磨损性能。结果表明：NiN/DLC涂层表面颗粒及孔洞等沉积缺陷数量多，Ni和N共同沉积作为中间过渡层时，Ni多以金属单质的形式存在于DLC和基体之间，而由于金属基体结构及Ni的存在，提高了基体和过渡层间的界面匹配性，使得NiN/DLC涂层膜基结合强度高，接合力达到14.91 N;但Ti与N共同沉积作为过渡层时，Ti和C结合形成金属碳化物存在于DLC和基体之间，这有利于涂层密度(1.929 g/cm~3)和硬度的提高；而且高硬度金属碳化物的形成也有利于涂层变形能力的改善，并利于DLC结构的非晶化及促进sp~3-C键的形成。磨擦磨损分析则表明，无论是在干摩擦、去离子水中还是弱酸(pH=5.6的HCl溶液)工况下，NiN/DLC涂层由于硬度低、组织密度低导致涂层的抗摩擦磨损能力和耐腐蚀能力差；而TiN/DLC涂层具有更低的磨擦系数和磨损量，耐磨、抗磨和耐蚀性能优异。以上实验分析说明具有更高硬度的Ti的氮化物和碳化物作为过渡层能够更好地改善DLC涂层结构和摩擦磨损性能，而Ni为过渡层能够有效提高NiN/DLC涂层的膜基结合强度，但涂层磨擦过程中容易脱落失效。
关键词：类金刚石涂层;;摩擦系数;;硬度;;结合力;;磨损量
基金资助：国家自然科学基金(52375189)
