第十五届全国表面工程青年学术会议

类金刚石（DLC）薄膜因其优异的摩擦学性能和化学惰性，在微尺度机械部件领域引起了广泛关注。然而，残余应力与结构完整性之间复杂的相互作用为其广泛应用带来了巨大挑战，尤其是在苛刻的载荷条件下。本研究采用分子动力学模拟，探究了在20 GPa高接触压力下，交替能量沉积DLC薄膜的沉积与摩擦行为。通过对比单能量与交替能量沉积方案，本研究重点关注调制比、残余应力分布及摩擦磨损特性。结果表明，交替能量沉积可显著降低残余应力，1–70 eV与70–1 eV 体系的残余应力分别降至–3.7 GPa和0.1 GPa，相较于单能量沉积，降幅高达99%。摩擦行为分析表明，高能量终止沉积体系（70 eV与1–70 eV）表现出低摩擦系数，这归因于滑动界面处形成了稳定、饱和的非晶碳网络。定量磨损率分析显示，交替能量沉积体系中交替界面结构可能削弱其抗磨损性能。本研究加深了对极端条件下DLC多层体系的理解，并为设计具有特定纳米结构、兼具应力释放与抗磨损性能的碳基涂层提供了理论指导。
 

类金刚石碳,交替能量沉积,摩擦机理,磨损机理,分子动力学