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作者：薛伟;李超;吴帅;马国佳;孙刚;刘星;靳磊;张博威;吴俊升;
单位：北京科技大学新材料技术研究院;西南技术工程研究所;中国航空制造技术研究院高能束流加工技术重点实验室;中国航空制造技术研究院先进表面工程技术航空重点实验室;
摘要：在严苛的海洋环境下，传统类金刚石（DLC）薄膜作为防护涂层时由于磨损及腐蚀失效等问题，严重影响海洋工程装备的可靠性和服役寿命。为改善薄膜的耐磨耐蚀性能，采用中频磁控溅射技术在316L不锈钢基体上制备Ti/TiN/TiCN/Ti-DLC复合薄膜。通过扫描电镜（SEM）、拉曼光谱、纳米压痕及电化学等测试方法，研究了不同Ti元素掺杂含量对薄膜形貌和结构以及力学性能和耐磨耐蚀性能的影响规律。结果表明，Ti元素的掺杂有利于减小薄膜表面团簇颗粒的密度及尺寸，所制备的Ti-DLC薄膜表面致密且无明显缺陷。当掺杂的Ti元素含量为5.10%（原子分数）时，由于薄膜中sp~3碳含量最高使得Ti-DLC薄膜表现出最优异的力学性能和耐蚀性能。同时，Ti元素的掺杂还可显著提高薄膜的耐磨性。因此，通过多层结构设计与Ti元素掺杂相结合的方式可有效改善DLC薄膜耐磨耐蚀性能，进而提升薄膜在海洋环境下的长寿命化服役性能。
关键词：类金刚石(DLC)薄膜;;元素掺杂;;摩擦磨损;;耐腐蚀性
基金资助：国防科工技术基础（JSHS2020209B002）;; 国家自然科学基金项目（52371051）资助
