Page 48 - 摩擦学学报2025年第9期

1302 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

(a) (b)

200 μm 200 μm 200 μm 200 μm

(c) (d)
Pits Ravine
50 μm 50 μm

200 μm 200 μm 200 μm 200 μm

Fig. 11 SEM micrographs of wear marks on different surfaces and abrasion spots on the corresponding tribo-pair balls:
(a) bare 304 stainless steel; (b) S1 surface; (c) S2 surface; (d) S3 surface
图 11 不同表面的磨痕形貌和相应对偶球的磨斑形貌的SEM照片：(a) 304不锈钢基底；(b) S1表面；(c) S2表面；(d) S3表面

平整，故而涂层呈现出较低的摩擦系数. 图11(d)表明 工艺沉积F-DLC涂层，制备出具有良好摩擦学性能和
网格织构后形成的沟壑可以储存磨屑，但该织构图案 疏水性能的表面.
下，摩擦表面并不平整，凸起结构会造成边缘效应，引 b. 通过F元素的掺杂降低表面的表面能，可将静
起应力集中，同时由对偶球较不平整的表面形貌可见 态水接触角从57°增大至107°，实现从亲水性表面到
在摩擦过程中涂层与对偶球产生刮擦效应，最终造成 疏水性表面的转变. 激光微织构后再沉积F-DLC涂
摩擦系数提高，磨损加剧. 层，会在样块表面形成团簇结构，可进一步提高涂层
整体来说，F-DLC涂层可以有效降低304不锈钢 表面的疏水性能，0.2 mm间距网格图案织构后沉积涂
表面的摩擦系数，实现良好的耐磨减摩效果. 另外，涂 层表面静态水接触角可达144°.
层的存在可以保护织构形成的微纳结构在磨损过程 c. 304不锈钢表面沉积F-DLC涂层后的摩擦系数
中不被破坏，且形成的凹坑可起到储存磨屑的作用， 降低至0.1，摩擦学性能显著提高. 以0.1 mm (间距)×
一定程度上有利于提高304不锈钢表面的摩擦学性 0.1 mm (直径)激光点阵处理的F-DLC织构涂层，静态
能，但是网格状织构的沟壑和凸起结构在摩擦过程中 水接触角达到132°，疏水性能优异，同时由于激光点
会造成磨损表面的凹凸不平，产生边界效应和刮擦效 阵织构形成的凹坑可有效储存摩擦磨损产生的磨屑，
应，从而造成摩擦系数的升高和磨损的加剧，对偶球 因此相比于304不锈钢表面，涂层也具有优异的摩擦
磨损较为严重；而圆形点阵织构形成的圆孔结构可以 学性能.
有效储存磨屑，形成较为平滑的摩擦表面，对偶球磨
参 考 文 献
损表面平整，摩擦系数较小 [22-25] .
[ 1 ] Guo Chunfang, Liu Lei, Liu Senyun, et al. Research progress on
anti-icing performance of laser processed superhydrophobic
3 结论
surfaces[J]. Surface Technology, 2023, 52(12): 119–134 (in
a. 本文中采用激光织构技术对304不锈钢表面进 Chinese) [郭纯方, 刘磊, 刘森云, 等. 激光加工超疏水表面抗结冰
行处理形成微织构，结合等离子体增强化学气相沉积 性 能 研 究 进 展 [J]. 表 面 技 术 , 2023, 52(12): 119–134]. doi: 10.