2.2CrC涂层的制备 13

2.3涂层的表征方法与设备 15

2.3.1扫描电子显微镜 15

2.3.2纳米力学综合测试系统 16

2.3.3摩擦磨损仪 16

2.3.4电化学腐蚀测试 16

第三章 CrC涂层性能的研究 17

3.1不同基体CrC涂层的表面形貌及硬度 17

3.2CrC涂层的摩擦磨损性能 18

3.2.1高速钢基体的CrC涂层的摩擦磨损性能 18

3.2.2铝基体的CrC涂层的摩擦磨损性能 19

3.3CrC涂层的耐腐蚀性能 21

3.3.1高速钢基体CrC涂层的耐腐蚀性能 21

3.3.2铝基体CrC涂层的耐腐蚀性能 23

结论 25

致谢 26

参考文献 27

第一章 绪论

1.1引言

由磨擦磨损引起的失效已经成为导致机械设备无法正常工作的主要原因之一，而且由此造成的资源和能源消耗更是大到惊人。如何降低摩擦磨损带来的损失一直是各方不懈努力的方向。降低摩擦磨损主要可以从两方面着手：一是通过热处理工艺等对材料本身的表面性能进行强化，另外一个就是在材料表面生成一种耐磨损的涂层。而对材料本身进行改良已经不能满足实际生产中的需要，因为工业生产中材料尺寸普遍较大，对其进行热处理会浪费较多能源和资源，这就催生了表面工程的形成与发展。

表面工程是一种通过对材料进行表面涂镀、改性或其他表面处理技术的复合处理来产生某种特殊表面性能的综合工程[1]。表面工程技术能够改变所需处理的表面的表面形貌、相结构、元素含量及应力等，在目标表面制备出一种优于基体材料性能的涂层，即可赋予基体材料本身不具备的特殊的表面性能。例如耐磨性、透光性、导电性、耐腐蚀性、抗高温氧化性、自润滑性及生物相容性等。表面工程技术处理基体材料而只需要在材料表面使用较少的表面材料，使其获得明显的性能改善。可以看出该技术在开发材料的应用前景、减少资源使用、改善生态环境和节约成本等方面的作用极为关键，而且已经成为发展新材料特别是复合材料和特种功能材料的不可或缺的途径[2]。

1.2非晶碳膜

非晶碳膜由于其出色的耐摩擦磨损性能（高硬度、低摩擦系数、低磨损率等）就成为了当今炙手可热的一种耐磨涂层。非晶碳膜根据涂层中C原子的杂化方式和H含量的不同有许多名称，例如类金刚石碳膜、类石墨碳膜、含氢碳膜和非晶碳膜等。非晶碳膜的结构和性能与制备方式有着很大的关系，非晶碳膜的性质会由于制备方法和工艺的区别，在一定范围内产生变化，可能类似于金刚石也有可能与石墨相似，所以其硬度、电阻率、热导率、光导率、热导率等都可以根据需求调整。在对非晶碳膜的研究中，不同杂化的碳键结构的含量是要主要关注的[3]。通常更高的sp3/sp2比率意味着膜的硬度也会更高。根据非晶碳膜中的sp3及sp2的含量可以将非晶碳膜分为类金刚石膜（Diamond-likeCarbon，DLC）和类石墨膜（Graphite-likeCarbon，GLC）[4]。图1-1碳元素的三种杂化结构