第十五届全国摩擦学大会暨全国青年摩擦学学术会议

橡胶因良好的弹性而作为密封件被广泛地应用于工业领域，然而橡胶的高磨损特性往往导致了密封系统失效，类金刚石（DLC）薄膜广泛用于机械部件减摩润滑，且可由低温PVD技术沉积，是提高橡胶密封件性能的解决方案之一。但橡胶高弹性与DLC的高脆性易导致膜基结合弱并出现剥落等问题，如何提高橡胶表面DLC薄膜的柔韧性至关重要。本研究采用等离子体增强化学气相沉积技术，通过调控乙炔和六甲基二硅氧烷气体流量比，在橡胶表面制备了不同硅氧含量的硅氧掺杂DLC薄膜，研究了硅氧含量对橡胶表面硅氧掺杂DLC薄膜柔韧性与摩擦性能的影响。研究表明：由于基底与薄膜间热失配，橡胶表面硅氧掺杂DLC薄膜呈现出典型随机裂纹网络形貌。随着薄膜中硅含量从0增加至8.47 at.%，薄膜残余应力从1.40 GPa降至0.15GPa，薄膜的硬度也随着残余应力的降低而减小。残余应力的降低使得薄膜与基底的结合强度得到提升。原位拉伸测试表明，橡胶表面硅含量为8.47 at.%硅氧掺杂DLC薄膜具有较好的协同基底变形能力。附着力和柔韧性提升可改善薄膜摩擦性能，在高载荷（10 N）下依然具有低而稳定的摩擦系数，约为0.27。