化学气相沉积C-TaC涂层的结构及其摩擦性能

材料研究学报, 2016, 30(9): 690-696. doi: 10.11901/1005.3093.2015.695

化学气相沉积C-TaC涂层的结构及其摩擦性能

吕东泽 ^1, , 陈招科 ^2, , 熊翔 ^3, , 王雅雷 ^4, , 孙威 ^5, , 黎泽豪 ^6,

1.中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙 410083

2.中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙 410083

3.中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙 410083

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6.中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙 410083

基金项目: 国家重点基础研究发展项目2011CB605805,湖南省科技计划项目2015WK3013和中南大学粉末冶金国家重点实验室项目资助.Supported by National Basic Research Program of China No.2011CB605805,Science and Technology Projects of Hunan Province No.2015WK3013,and State Key Laboratory of Powder Metallurgy at Central South University.

关键词：复合材料 , 材料表面与界面 , C-TaC复相涂层 , 化学气相沉积 , 微观结构 , 摩擦性能

Microstructure and Tribological Property of C-TaC Coatings on Graphite Prepared by Chemical Vapor Deposition

Keywords： composite materials , surface and interface in the materials , C-TaC composite coatings , chemical vapor deposition , microstructure , friction behavior

利用TaCl5-C3H6-Ar反应体系,用化学气相沉积法(CVD),在高纯石墨表面制备了不同炭含量的C-TaC复相涂层.研究了室温条件下C-TaC复相涂层的摩擦学性能.采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪等对涂层的微观组织结构及摩擦表面形貌进行了分析.研究发现:Ta的加入促使热解炭中更多sp2杂化键的形成,促进炭基涂层的石墨化.当炭含量为86.4％(质量分数)时,涂层结构为热解炭与TaC晶粒相结合的纳米复相结构,此时涂层的摩擦系数最低,为0.13,且摩擦曲线平稳,磨损机制主要为磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损.通过调节涂层中热解炭的含量以及晶粒大小可改善其摩擦学性能.

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