掺硅类金刚石薄膜(Si-DLC)由于其优异的耐磨性、低摩擦性、热稳定性、化学惰性,近年被认为是发动机零部件的独特候选材料,常被用于工况较差的零件中。但Si元素含量的不同,在极大程度上影响Si-DLC薄膜的硬度、内应力、热膨胀系数等理化特性,使薄膜拥有不同的摩擦学性能。挤压抗磨添加剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP),由于其优异抗磨性能,多年来一直被用于汽车的发动机活塞环中。基于宏观研究,ZDDP分子在摩擦界面由于压力、热量或者其他作用下诱导发生分解,生成玻璃态磷酸盐,并逐渐从斑块状演变成连续的保护表面的摩擦反应膜,从而降低磨损、粘结,减少金属和其他材料的直接接触。要知道传统的摩擦改性剂和抗磨添加剂是否能与SiDLC形成持久的薄膜,并有效地工作就显得至关重要。现有宏观表征技术无法以进入滑动界面,阻碍了对所起作用的摩擦学过程的研究。因此本实验拟采用不同硅含量的Si-DLC样品,设计不同滑移次数、温度、接触应力,通过使用原子力显微镜(AFM)进行原位的摩擦实验,并对摩擦反应膜的生长与性质进行原位分析,来探究Si元素的含量对于Si-DLC薄膜在ZDDP润滑性能的影响。研究结果表明:1)接触应力的增加可以促进ZDDP的分解,有利于摩擦反应膜的生成。ZDDP摩擦反应膜的生长速率随着接触应力的增加而增加,且其生长速率先呈线性生长,后随着圈数的增加逐渐呈指数形式生长趋势。2)温度对于ZDDP的分解具有促进作用,温度提高,ZDDP的分解速率增加,反应膜生长速率增加。在a-C:H:Si-35.6 at.%样品表面,温度为100℃时,ZDDP摩擦反应膜的高度增加为80℃的2倍左右。3)对于不同Si含量的样品,较高的接触应力下,a-C:H:Si-35.6 at.%样品摩擦反应膜生长的情况明显优于a-C:H:Si-8.9 at.%样品。且接触应力与表面效应对于ZDDP摩擦反应膜的生长具有协同促进作用,因此在本实验的参数下,aC:H:Si-35.6 at.%样品表面的摩擦膜的生长明显优于a-C:H:Si-8.9 at.%样品。