哪些因素影响DLC涂层摩擦系数？

今日东宇东庵将介绍DLC涂层。冲突学是一门研究相对运动外表间的冲突、磨损和光滑以及相关问题的学科，是节能、减排、降耗的重要手段，对当今环境、能源及经济等范畴都有着重大影响。DLC类金刚石涂层就具有低冲突系数、高耐磨的优异性能，可以完成超低冲突行为，是潜力很大的固体光滑材料，在切削刀具、机械密封以及生物医学等职业有着都有广泛应用。DLC涂层超低冲突发生原因有许多，究其底子在于滑动界面之间以及滑动界面与周围环境之间的化学、物理和机械彼此效果。为了确保DLC涂层的低冲突系数，要削弱相关要素的影响。

一、外表粗糙度的影响

机械冲突理论以为冲突起源于粗糙外表的互锁。粗糙外表会导致机械互锁效应，然后发生高冲突(特别是在跑合阶段或许试验开端阶段)。依据此理论，削减或许消除DLC膜外表粗糙度可下降冲突因数，甚至完成冲突因数低至0.002的超低冲突。不过需要留意的是，DLC膜外表粗糙度下降到必定程度时，外表越光滑，冲突因数反而越大，因为削减甚至消除外表粗糙度后，外表分子间的彼此效果力会成为发生冲突的首要原因。

二、分子间彼此效果力的影响

从微观角度剖析，界面原子间的短程或长程效果力决议了冲突力的强度，包括较强彼此效果：金属键、共价键和离子键等；较弱彼此效果：π-π彼此效果，范德华力，静电力和毛细力等。

1、共价键彼此效果

冲突副相对滑动过程中，DLC膜外表sp3相碳原子中未成键的σ键易跨界面生成共价键：一种是上下外表的悬挂键之间构成C-C键；另一种是悬挂键与其他元素构成共价键，例如C-O-C键。共价键会导致较强的粘着效果，这是DLC涂层中冲突力的首要来源。

2、π-π彼此效果

π-π彼此效果也被称为元堆积效果：DLC涂层中环状结构之间的一种非共价的彼此招引效果，效果规模大于范德华半径，这种效果力很弱，对冲突因数影响较小。

3、范华德力

范德华力没有饱和性和方向性，无论何种分子都有范德华力，只不过强弱不同。DLC膜的冲突首要是受范德华力中的色散力影响。而色散力与分子间的间距有关，当分子间的距离足够近，达到范德华半径规模之内，范德华力才会起效果。假如DLC膜外表粗糙度大于范德华半径，范德华力对DLC膜的冲突影响是十分小的。

4、静电力

静电力是长程力，在滑动过程中DLC涂层外表一般会积累静电电荷，然后发生静电招引或许排斥效果。

5、毛细力

在高度湿润的空气中，水蒸汽简单凝结在亲水性的滑动外表，当滑动触摸的外表被牵引力拉开时，水会在DLC涂层和对偶外表之间粗糙的触摸点上构成一个纳米级的凹形弯月面水层，同时在靠近触摸点的位置构成轴对称的水桥，因为外表水层的内部压力更低而发生效果在触摸面上的弯月面力或毛细力，且随环境中相对湿度的增加而增加，然后导致冲突因数的增加。

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