氮化硅球表面类金刚石膜高温摩擦学性能的探索与突破
2024-09-13 12:28:07乐鱼官网app平台下载

  在现代工业技术加快速度进行发展中,氮化硅陶瓷球轴承因其优异的机械性能和高温稳定性,在航空航天、精密机械等领域得到了广泛应用。然而,随着应用环境的日益严苛,对滚动体表面润滑性能的改性需求也变得愈发迫切。类金刚石膜(Diamond-like Carbon Films,简称DLC膜)作为一种综合性能优异的薄膜材料,因其高硬度、低摩擦系数、高热导率等特性,成为了改善氮化硅陶瓷轴承摩擦学性能的理想选择。

  DLC膜自面世以来,便因其优越的性能而备受瞩目。其高硬度不仅能有效抵抗磨损,还能明显提升轴承的常规使用的寿命;同时,DLC膜的低摩擦系数意味着在相同条件下,轴承运转时的摩擦损失小,有助于提升设备整体效率。此外,DLC膜的高热导率和化学惰性也使其在高温、腐蚀等特殊环境下表现出色,为氮化硅球在高温工况下的应用提供了有力支持。为了深入研究DLC膜在氮化硅球表面的高温摩擦学性能,科研人员采用非平衡磁控溅射法,在氮化硅陶瓷球表面成功制备了DLC膜。通过一系列先进的表征手段,如拉曼光谱、扫描电子显微镜等,发现所制备的DLC膜表面虽存在小坑,但整体光滑,具有典型的DLC膜特征光谱和高硬度。这一根据结果得出,DLC膜与氮化硅球表面结合良好,为后续的高温摩擦学性能研究奠定了坚实基础。

  滚动轴承在运行过程中,由于滚动体与滚道、保持架之间的滑动会产生大量摩擦热,导致轴承温度上升。而DLC膜的结构和润滑性能与温度紧密关联,因此,研究其在高温条件下的耐热性及摩擦学性能显得很重要。实验结果为,DLC膜在高温下依然表现出色。在干摩擦和油润滑条件下,DLC膜在100℃时均展现出良好的摩擦学性能;特别是在PFPE油润滑下,DLC膜在200℃时仍能保持较低的摩擦系数和磨损量。这一发现不仅验证了DLC膜在高温环境下的稳定性,也为其在极端工况下的应用提供了可靠依据。

  为了逐步提升DLC膜在高温下的性能,科研人员还对其进行了不一样的温度的退火处理。研究之后发现,退火温度越高,DLC膜的石墨化程度越强,表现为拉曼光谱中D峰与G峰的积分强度比值AD/AG增大。经过400℃退火处理后的DLC膜,在常温及100℃时均表现出优异的摩擦学性能。这主要归因于退火过程中DLC膜的石墨化及硬度的提高,以及具有超低剪切强度的氧化石墨的生成。本项研究不仅揭示了DLC膜在氮化硅球表面高温摩擦学性能的优越性,还通过退火处理逐步提升了其性能。这不仅为DLC膜在轴承滚动体表面的应用提供了坚实的理论基础,也为新型高温轴承的研发开辟了新的路径。随技术的慢慢的提升和应用领域的不断拓展,DLC膜必将在更多高温、高负荷的工业环境中发挥其独特优势,为现代工业的发展贡献力量。

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  公司从事氮化硅陶瓷球,氮化硅轴承球,氮化硅结构件,氮化硅磨介,氮化硅定位销等产品的研发与生产。

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