第十五届全国表面工程青年学术会议

DLC薄膜应用于齿轮钢表面防护时主要受限于膜/基界面结合强度低、承载能力差和耐磨性不足的问题。基于此，本研究工作采用等离子体渗氮与磁控溅射复合技术，并通过高熵合金（HEA）掺杂策略，制备了等离子体渗氮/HEA掺杂DLC复合层，并与单一HEA掺杂DLC薄膜对比研究其力学性能与摩擦学性能。结果表明：渗氮处理在齿轮钢表面形成了ε-Fe₂₋₃N相氮化层，诱导后续沉积的HEA过渡层产生晶格膨胀及高密度层错；渗氮与HEA掺杂的协同作用改善了复合涂层的硬度和抗塑性变形能力，实现了基于微观结构调控的性能优化。相比于单一HEA/DLC薄膜，等离子体渗氮/HEA掺杂DLC复合层在韧性和结合力方面显著提高。同时，其摩擦学性能明显改善，尤其磨损率大幅降低。这是因为强韧的渗氮基底提供了稳固的机械支撑；HEA掺杂DLC层在摩擦过程中发生显著石墨化转变并形成碳质转移膜，促使摩擦界面由磨粒磨损转变为氧化磨损，从而有效抑制了涂层的剥落与犁削效应，实现了良好的自润滑性能。
 

高熵合金掺杂；DLC薄膜；渗/镀复合层；力学性能；摩擦学性能