中国科学院材料磨损与防护重点实验室/先进润滑与防护材料研究发展中心知识库

采用高温氯化法分别在多种碳化物工程陶瓷表面制备了碳化物衍生碳(Carbide-derived Carbon, CDC)涂层，研究了碳化物的微结构、制备工艺及CDC的微结构三者之间的关系。基于CDC的多孔结构和离子液体的优异真空润滑性，考察了CDC@SiC涂层的真空摩擦行为及固-液复合润滑性能。考察了CDC@SiC涂层在CO₂气氛中的摩擦磨损性能。制备了CDC-MoS₃复合涂层，并考察了其在空气中的固-固复合润滑性能。以下是主要结果和结论：

1. SiC 的制备工艺、微结构决定了CDC涂层的微结构；不同种类碳化物的含碳量及其碳原子分布的不均一性等是涂层中缺陷(大孔洞及裂纹等)产生的主要因素；

2. 与“岛状”结构的CDC@RBSiC涂层相比，“酒窝”结构的CDC@GSiC涂层有更优异的真空摩擦磨损性能；在固-液复合润滑机制下，CDC@GSiC-LP106涂层在实验背压(由10⁵至10^-4 Pa)条件下均具有优异的摩擦学性能，且其摩擦学性能对真空度变化不敏感；

3. 在CO₂气氛中，CDC@SiC涂层的摩擦学性能与其在空气中的明显不同；

4. 采用两步法原位合成的CDC-MoS₃复合涂层由CDC和均匀分布的20 nm的MoS₃颗粒组成；在空气中，CDC-MoS₃复合润滑涂层的摩擦系数明显低于单一CDC涂层的；CDC-MoS₃复合涂层的微结构对其固-固复合润滑性能影响很大。