第十五届全国表面工程青年学术会议

为实现节能减排目标，提升机械系统能效与运行可靠性，其关键在于发展超滑技术。超润滑是指两个滑动接触面之间的摩擦接近于零甚至完全消失的状态，可有效保证关键运动部件长寿命低摩擦运行。本研究提出预石墨化和磨损配副材料构建弱化学键合摩擦界面实现宏观超滑的新策略，采用离子束复合HiPIMS技术，成功制备了强结合（Lc＞60 N）、高硬度（H=17 GPa）的Si-DLC:H涂层。在涂层与不同配副材料的对磨中，DLC-SiO配副具有最稳定和较低的摩擦系数。通过预石墨化处理，有效提升涂层表面sp²-C含量，摩擦过程中配副材料磨损，在磨痕中形成富sp²-C包含SiO_x纳米颗粒的粉末状磨屑，摩擦进一步诱导磨痕石墨化，构建出纳米球滚动协同高度石墨化的弱化学键合摩擦界面，低剪切强度使其在N₂环境中实现摩擦系数为0.009的超滑性能。通过分子动力学模拟构建了摩擦界面模型，从原子级微观角度阐明了滑动过程中摩擦界面化学键形成与剪切断裂的动态演变行为。突破了传统石墨化理论，提出摩擦界面弱化学键断裂与石墨化协同机制，揭示出预石墨化涂层在N₂环境的摩擦机理。
 

类金刚石碳（DLC），摩擦磨损，摩擦界面，石墨化，超滑机理