《表1 添加PVD过渡层对铝合金表面制备DLC的结合强度和摩擦性能的影响[42-50]》

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《铝合金表面沉积类金刚石薄膜的研究进展》

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根据铝合金基体以及DLC薄膜材料的特点与性能，采用PVD技术制备的过渡层和DLC薄膜，具有方法简单、不易污染、薄膜质量高等特点。众多研究表明，过渡金属及其化合物（Si、Ti、Cr、TiN、TiC、CrC）以及元素掺杂DLC(Si-DLC、Ti-DLC），可作为单一过渡层或参与构筑复合过渡层。此外，作为基体元素，Al及其化合物（AlN等）可以首先沉积在基体表面，增强薄膜的结合力。从表1中对不同过渡层添加后薄膜的结合力与性能的统计结果来看，因制备方法与过渡层种类的不同，对膜基结合力的影响作用也明显不同。从单一过渡层的研究结果来看，过渡层的添加能够在一定程度上提高铝合金基体表面DLC薄膜的膜基结合力。如苏永要等[42-43]通过非平衡磁控溅射（UBMS）制备了Si过渡层，与后续射频辅助等离子体浸没离子注入（RF-PIII&D）的C，在过渡层与DLC薄膜界面处形成了C/Si杂化混合过渡层，降低了镀层内应力的同时，一定程度上提高了承载能力。纳米划痕结果显示，结合力从6 mN大幅提升至23 mN，后续研究中采用非平衡磁控溅射制备硬度更高、承载更好的TiN中间层，电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积（ECR-PECVD）沉积DLC薄膜，结合力提升至23 mN。Hidenobu Maruno等[44]通过划痕实验比较了Al/DLC、Al/Ti/DLC、Al/Si-DLC/DLC三种体系的膜基结合强度，相较于直接沉积DLC薄膜，Ti和Si-DLC过渡层的添加分别使膜基结合力提升至14.3 N和13.7 N，这是因为过渡层能够有效减小膜基的热膨胀系数失配，增强界面原子的亲和性；同时，过渡层的弹性模量接近于基体，能够协调基体塑性变形，因此两种过渡层均能够提高膜基结合的临界载荷。