机械工程学报

作者：张维尧, 韩世超, 马三保, 李振, 陈朱池, 赵海朝, 马国政, 周野飞

单位：1. 燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004;2. 上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200240;3. 福建龙溪轴承(集团)股份有限公司 漳州 363000;4. 陆军装甲兵学院机械产品再制造国家工程研究中心 北京 100072;5. 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室 北京 100072

关键词：类金刚石薄膜,纳米力学性能,载荷,摩擦学行为；

基金：河北省自然科学基金杰出青年(E2024203093)、中央引导地方(36Z1809G)和国家自然科学基金(52375208，52371077，52205205)资助项目。

类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)薄膜作为一种性能优异的固体自润滑涂层，在工业中已经得到了广泛的应用。然而，在高摩擦载荷工况下，DLC薄膜常受限于高残余应力和韧性不足等问题。为提高薄膜在高摩擦载荷下的使役能力，采用非平衡离子束辅助增强磁控溅射技术在304不锈钢基体上制备了不同CoCrFeNi高熵合金掺杂量的DLC薄膜，并对其微观结构、纳米力学性能、摩擦磨损性能及机制进行了研究。结果表明，随着CoCrFeNi掺杂量的增加，DLC薄膜中sp2杂化碳含量上升，薄膜表面处的ID/IG值由1.27提升至2.33，G峰从1 540 cm-1上升至1 558 cm-1。同时，内应力由1.51 GPa下降至0.64 GPa。在微纳力学性能方面，当掺杂靶电流为0.6 A时，薄膜的硬度和弹性模量保持稳定，并且其摩擦因数和磨损率也表现出最优的减摩耐磨性能。然而，当掺杂靶电流超过0.6 A时，过高的掺杂量导致薄膜结构破坏，力学性能和摩擦学性能都出现了明显的下降。

来源：2025年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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