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本文使用非平衡磁控溅射和等离子体增强化学气相沉积复合系统在国产W6Mo5Cr4V2高速钢上制备了掺杂类金刚石薄膜。采用金相显微镜、显微硬度计、旋转摩擦试验仪、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、透射电子显微镜(TEM)等检测方法研究了薄膜的机械性能、表面形貌、微观结构等,讨论了薄膜的生长机理,并利用热分析方法研究了DLC薄膜的热稳定性。结果表明,DLC薄膜中掺Mo促进了sp3键向sp2键的转化,降低了薄膜的硬度,为1888HV。在磨损过程中薄膜表面产生石墨结构转移膜,具有自润滑性能,降低摩擦系数,使薄膜具有良好的耐磨性。并且有金属韧性相的存在,提高了薄膜的韧性。掺Mo的DLC薄膜热稳定性不高,在空气中114℃发生H的析出及石墨化,在262℃发生C的氧化。掺Si的DLC薄膜,Si与C形成sp3键,提高了薄膜的sp3含量,提高了薄膜的硬度,达3538HV。但在磨损过程中,因掺入Si阻碍了石墨转移膜的形成,摩擦系数提高,耐磨性降低。Si进入C的结构中,大大提高了薄膜的热稳定性,在495℃才发生石墨化,在温度升高过程中只发生了微量的H的析出及碳的氧化,薄膜的抗氧化性能提高。同时掺Si和Mo的DLC薄膜,具有单独掺Mo和Si两者的特点,硬度较单独掺Si稍低,为3024HV,高于单独掺Mo的1888HV,Mo的掺入提高了韧性。在磨损过程中仍能形成转移膜,但因少量Si的掺入,推迟了转移膜的形成时间。其热稳定性也得到提高,石墨化温度提高至519℃,分别比单独掺Mo、Si的提高257℃、24℃,并且转变量也大幅减少。抗氧化性能也很好。DLC薄膜主要为非晶结构,掺入Mo后形成了Mo、MoC、Mo2C的纳米级晶粒,其颗粒尺寸约为20~30nm,这些颗粒均匀镶嵌在非晶碳的无序网络结构中。而掺Si的DLC薄膜中,由于Si在薄膜中不形成碳化物,同时薄膜是使用UBMS和RF-PECVD方法制备的,抑制了柱状晶的生长,因此掺Si后薄膜呈现层状生长,层与层之间的界面明显,层的厚度大约为5nm。同时掺Si和Mo的薄膜则同时存在纳米级的晶粒及层状非晶,但因Si含量的降低,层间界面模糊,并且因Mo掺入形成的纳米级颗粒阻碍了薄膜的大面积层状生长,层数变多且紊乱。这些纳米级的层状结构,可阻碍位错的产生与扩展,可显著提高薄膜的强度、硬度和耐磨性。薄膜使用了过渡层,提高了薄膜和基体的结合力。在薄膜中引入成分梯度,可以消除在不同固体之间界面的热、弹性和塑性错配的突然转变,降低薄膜中应力集中,由成分梯度引起的界面不清晰性可以减轻拐角处的应力集中,防止裂纹产生,及薄膜破裂、剥落。