Page 45 - 《摩擦学学报》2021年第4期

488 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

(a) 10 min (b)
SiO 2
White
30 min
Black
60 min
Side
Intensity/a.u. 120 min Intensity/a.u.
90 min
D peak G peak
Si-OH

500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 500 1 000 1 500 2 000
Raman shift/cm −1 Raman shift/cm −1

Fig. 5 Raman spectra of the wear scars of Al 2 O 3 counterpart in ambient air：(a) after 10~120 min friction；(b) after 174 min friction
图 5 空气中摩擦Al 2 O 3 对偶球磨斑拉曼谱图: (a)摩擦10~120 min后未磨穿; (b)摩擦174 min后磨穿

[30]
确实起着降低摩擦磨损的作用 . 并在磨痕两端出现大量磨屑，但薄膜整体基本完好，
为进一步了解转移膜在摩擦磨损中起的作用，对 并未被大面积破坏，如图6(b)插图所示，因此磨穿时仍

在N 环境中摩擦后的磨痕及磨斑进行形貌结构分析. 能在磨痕处检测到碳峰的存在. 这也很好地解释了图3(b)
2
图6为N 环境中、不同摩擦时间下磨痕的Raman谱图 中的现象，在N 气氛中磨穿时，尽管剥落处磨损深度
2 2
及I /I 和G峰峰位变化情况. 可以观察到，N 中摩擦磨 达到了1 150 nm，但未磨穿区域的磨损深度仅为200 nm，
D G
2
痕的Raman谱图表现出与在空气中摩擦类似的规律， 如图2(a)中插图所示. 磨穿区域只占整个磨痕区域的
I /I 增加，G峰向高波数移动，这说明薄膜表面石墨化 一小部分，对磨痕整体磨损率影响很小，因此此时磨
D G
3
−8
程度的增加，摩擦使得薄膜表面更加有序. 与空气中 损率只有2×10 mm /(N·m).
摩擦现象不同的是，磨穿时磨痕表面仅出现局部剥落 图7所示为在N 氛围下摩擦不同时间磨斑的显微
2
(a) (b) 225 min
10 min
30 min
60 min
Intensity/a.u. 120 min Intensity/a.u.
90 min
180 min
Surface

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Ramsn shift/10 cm −1 Ramsn shift/10 cm −1
2
2
1 575
(c)
0.90
1 570
0.84
I D /I G 1 565 G peak position/cm −1

0.78
1 560
I D /I G
G peak
0.72 1 555
0 50 100 150 200 250
Time/min

Fig. 6 Raman spectra of the wear tracks in dry N 2 ：(a) after 10~180 min friction；(b) after 225 min friction；
(c) I D /I G and G peaks position
图 6 N 2 中摩擦磨痕的拉曼谱图：(a)摩擦10~180 min后未磨穿(b)摩擦225 min后磨穿及(c) I D /I G 和G峰峰位变化