《表3 CrCN薄膜的干摩擦试验结果》

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《纳米复合薄膜水润滑摩擦学性能的研究进展》


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同样的,对于CrN薄膜的C元素掺杂,表3列出了CrN及CrCN干摩擦条件下的摩擦性能对比,在一定范围内,随着C含量的提高,CrCN薄膜的摩擦系数和磨损率逐渐降低,当C含量高于某一临界值后,因CrCN薄膜中可能出现硬度较低的非晶碳膜而使其摩擦特性反而削弱[64-66]。然而,在水润滑条件下CrCN薄膜的摩擦学性能鲜见报道。王谦之等[67]指出:当C原子数分数为15.35%、CrCN薄膜与Si3N4在水润滑条件下对磨时,表现出最低的摩擦系数(0.197)。对于CrN薄膜的Si元素掺杂,Masuko等[68]指出:当滑动速度小于0.25 m/s时,CrSiN/SUS360摩擦副的摩擦系数大于CrN/SUS360摩擦副;当滑动速度大于0.25 m/s时,CrSiN/SUS360摩擦副表现出低于CrN/SUS360摩擦副的摩擦系数(0.07)(图12)。Lee等[69-70]发现在低速水润滑条件下,涂覆CrSiN薄膜的AISI 4340液压缸筒呈现出低摩擦系数和磨损率,且摩擦系数与载荷无关;而在高转速条件下(1600 r/min),CrSiN薄膜仍然没有出现剥离或者表面裂纹,可见CrSiN薄膜可以改善液压缸筒的性能,将可以实现高速情况下操作液压水泵的可能性。最近,文献[71]对比了不同Si/(Cr+Si)原子百分比(2.5%~18.4%)对CrSiN薄膜水润滑性能的影响,如图13所示,当Si/(Cr+Si)原子百分比高于5.2%时,CrSiN薄膜表现出低于CrN薄膜的摩擦系数和磨损率,主要是因为薄膜中的Si发生了摩擦化学反应,形成了非晶的氧化层。