Page 86 - 摩擦学学报2025年第5期

720 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

z/μm z/μm z/μm

4 4 4
3 3 3
2 2 2

1 1 1
0 0 0
(a) Coating/dry friction (b) Coating/PAO6 (c) Coating/RA

Fig. 6 (a) Three dimensional micrograph of wear marks under dry friction conditions of the coating; (b) Three dimensional
micrograph of wear marks of the coating under PAO6 lubrication; (c) Three dimensional micrograph of wear marks of the coating
under castor oil acid lubrication (the load applied is 2 N, the sliding speed is 0.04 m/s and the experimental time is 3 600 s)
图 6 (a)涂层干摩擦条件下磨痕的三维形貌照片；(b)涂层在PAO6润滑下磨痕的三维形貌照片；(c)涂层在蓖麻油酸的
润滑下磨痕的三维形貌照片(施加载荷为2 N，滑动速度为0.04 m/s，摩擦时间为3 600 s)

以降低涂层的磨损. 蓖麻油酸作润滑剂与钨掺杂类石 杂类石墨涂层的拉曼光谱与不同润滑条件下涂层磨痕
墨涂层组成固液复合体系，钨掺杂类石墨涂层表面磨 的拉曼光谱形状和峰位几乎一致，主要表现为1 580 cm −1
−1
损痕迹几乎没有，磨损量极低，达到“超低磨损”的效 处的G特征峰以及1 350 cm 处的D特征峰，这表明摩
果，如图6(c)所示. 综上所述，与干摩擦和PAO6做润滑 擦前后没有改变钨掺杂类石墨涂层的sp 和sp 杂化碳
3
2
剂相比，蓖麻油酸作为润滑剂可以显著降低摩擦副的 程度，碳的有序度没有发生明显改变，涂层的结构性
摩擦磨损，达到“超低磨损”. 能较为稳定.
钨掺杂类石墨涂层薄膜干摩擦、涂层与PAO6固
Original tungsten doped carbon
液复合润滑体系以及涂层与蓖麻油酸固液复合润 60 based coating
Coating/dry friction
−18
−17
滑体系的磨损率分别为4.53×10 、1.67×10 和6.25× Coating/PAO6
3
−19
10 m /(N·m)，如图7所示. 在3种不同润滑方式下，干摩 40 Coating/RA
D Peak
擦表现出最大的磨损率，钨掺杂类石墨涂层与蓖麻油 Intensity/a.u. G Peak
酸组成的固液复合润滑体系表现出最低的磨损率. 涂层/ 20
蓖麻油酸复合润滑体系的磨损率比涂层/PAO6润滑
体系的磨损率还要低1个数量级，表明蓖麻油酸比 0
PAO6的润滑性能更好，与类石墨涂层之间表现出更 800 1 200 1 600 2 000
Raman shift/cm −1
好的协同润滑效应.
Fig. 8 Raman spectra of tungsten-doped carbon-based
6 original coating and wear track of the coatings

under different lubrication condition
Wear rate/[10 −17 mm 3 /(N·m)] 4 2 摩擦试验后涂层表面形成1条光滑的磨痕，类似于经
图 8 原始钨掺杂类石墨涂层以及涂层在
4.534
不同润滑条件下磨痕的拉曼光谱
图9(a)所示为磨痕形貌的SEM照片，可以看出干

杂类石墨涂层拥有良好的自润滑性能，能够形成比较
0.167 0.062 5 过“抛光”打磨的界面，非常光滑平整，这表明该钨掺
0
Coating/dry Coating/PAO6 Coating/RA 好的转移膜并降低摩擦系数. 图9(b)所示为加入PAO6
friction 润滑后的涂层表面磨痕形貌的SEM照片，此时磨痕变
Fig. 7 Wear rate of the coatings under different 得更加轻微，与干摩擦相比其磨损程度更低. 图9(c)所
lubrication condition 示为钨掺杂类石墨涂层和蓖麻油酸组成的固液复合体
图 7 不同润滑条件下钨掺杂类石墨涂层的磨损率
系涂层的磨痕形貌的SEM照片，其摩擦表面与未摩擦
图8所示为原始钨掺杂类石墨涂层以及涂层在不 时的原始表面几乎相同，在肉眼可观察的范围内，观察
同润滑条件下磨痕的拉曼光谱结果. 由图8可知，钨掺 不到磨痕，实现“超低磨损”的低磨损效果. 综上所述，3种