Page 75 - 《摩擦学学报》2021年第2期

220 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

25 µm 25 µm I D /I G =2.50 20 N
50 µm
DLC I D /I G =2.28
I D /I G =2.56
Intensity/a.u. 5N Intensity/a.u. I D /I G =2.63
100 µm
I D /I G =2.35
10 N I D /I G =2.38
20 N I D /I G =2.47
D G
D G 50 N I D /I G =4.30

800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000
Raman shift/cm −1 Raman shift/cm −1

Fig. 8 Raman spectra of wear tracks of DLC film with (a) an increase in normal load at the displacement amplitude of 25 μm and (b)
an increase in displacement amplitude at the normal load of 20 N
图 8 不同法向载荷(D=25 μm) (a)及不同位移幅值(P=20 N) (b)条件下DLC薄膜磨痕的拉曼光谱图

w(Fe): 88.2%
w(C): 6.3%
w(O): 3.5%
w(Ti): 1.1% Fe Debris
Intensity Fe w(V): 0.1% Intensity GCr15 ball
w(Al): 0.1%

O
C Ti Mn Fe
Al V Cr Transfer layer on ball
300 μm 0 2 4 6 8 10 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000
Energy/keV Raman shift/cm −1
(a) SEM micrograph (b) EDS analysis (c) Raman analysis

Fig. 9 SEM micrograph，EDS and Raman analysis of wear scar of GCr15 ball
图 9 GCr15球磨斑的形貌、EDS及Raman分析

Normal load Normal load

DLC
Debris
graphitization Transfer film

Sliding direction Sliding direction

Fig. 10 Fretting wear mechanism of DLC film
图 10 DLC薄膜微动磨损机理图

[23]
进了石墨化转变 . 此外，转变过程中也降低了DLC 这时DLC薄膜磨损机理是黏着磨损. 有限接触应力也
薄膜的硬度，增加了DLC薄膜的磨损率 . 另一方面， 会导致DLC薄膜的石墨化进程，但是其石墨化进程较
[24]
在干摩擦条件下，磨屑充当固体润滑剂在一定程度上 为缓慢. 此外，黏着磨损条件下，DLC石墨化进程促进

减轻黏着，减少摩擦，但其作为硬质磨料却加速了磨 摩擦转移膜在摩擦副表面形成，具有纳米石墨团簇结
[26]
[25]
粒磨损 . 大位移幅值时，有利于磨屑的排出，停留在 构吸附在磨损的表面上并显示出减摩耐磨效果 ，从
磨痕中的磨屑数量很少，造成上下试样表面直接接触. 而降低微动磨损. 因此，DLC薄膜的磨损机制与磨屑