表面織構(gòu)化DLC 涂層在脂潤(rùn)滑下的 摩擦學(xué)性能研究

祁鵬浩，仝哲，劉奇，李月，董光能

（1.西安交通大學(xué) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710049； 2.中國(guó)工程物理研究院 機(jī)械制造工藝研究所，四川 綿陽(yáng) 621900）

全氟聚醚潤(rùn)滑脂作為一種具有良好的耐高低溫、抗氧化、抗輻射、化學(xué)惰性等性能的潤(rùn)滑脂，廣泛應(yīng)用于航天飛行器的機(jī)械部件潤(rùn)滑，在化工、3D 打印、食品加工等行業(yè)的設(shè)備和精密儀器中也有著較為普遍的應(yīng)用[1-2]。但是，全氟聚醚基潤(rùn)滑脂的主要成分為含氟物質(zhì)，材料的分子穩(wěn)定性高，材料表面能低，因此與金屬之間的粘附性差，容易被擠壓出摩擦區(qū)域，尤其在泵等具有往復(fù)運(yùn)動(dòng)的部件中作潤(rùn)滑劑時(shí)，潤(rùn)滑性能不穩(wěn)定的狀況時(shí)有發(fā)生。

表面織構(gòu)化作為一種改善機(jī)械零件、微/納零件摩擦學(xué)性能的有效手段，可改善材料的表面形貌，這將直接影響界面的粘著和摩擦行為[3]。在摩擦副表面進(jìn)行織構(gòu)化設(shè)計(jì)（如凸起、凹坑或溝槽）可以作為儲(chǔ)油槽、儲(chǔ)屑槽，同時(shí)還有利于摩擦表面產(chǎn)生微動(dòng)壓潤(rùn)滑，提高承載力并減小摩擦力矩[4]。類金剛石（Diamond-Like Carbon，簡(jiǎn)稱DLC）涂層具有高硬度、低摩擦系數(shù)、化學(xué)惰性[5]以及高電阻率等優(yōu)點(diǎn)，而成為薄膜領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。研究表明，DLC 膜的摩擦學(xué)行為強(qiáng)烈地依賴于膜層的成分和結(jié)構(gòu)，通過(guò)DLC 薄膜表面的特殊形貌，可以消除在邊界潤(rùn)滑條件下的疲勞磨損[3]，同時(shí)可以將對(duì)應(yīng)部件的磨損保持在非常低的水平。因此，研究利用DLC 薄膜的自潤(rùn)滑特性以及表面織構(gòu)的儲(chǔ)油特性，可極大地優(yōu)化機(jī)械支承部件之間的摩擦磨損狀況[6-9]。

以往學(xué)者所做的研究主要集中在單一表面織構(gòu)化技術(shù)或DLC 涂層技術(shù)的潤(rùn)滑特性上，對(duì)幾種表面處理技術(shù)的交互作用在金屬基材表面的微/納摩擦學(xué)行為的研究較少，因此有必要研究PFPE 基脂潤(rùn)滑下織構(gòu)與DLC 涂層表面固體潤(rùn)滑技術(shù)對(duì)金屬表面摩擦學(xué)性能的影響。本文評(píng)價(jià)了在GCr15 鋼盤表面做織構(gòu)化處理、鍍DLC 膜以及兩種方法協(xié)同作用在PFPE潤(rùn)滑脂下的微/納摩擦學(xué)特性。

愛(ài)爾莎貫穿于阿拉貢創(chuàng)作生涯的大部分作品中。在這一過(guò)程中，詩(shī)人對(duì)愛(ài)爾莎的描寫首先經(jīng)過(guò)對(duì)愛(ài)爾莎的幻想，隨后又辨清了愛(ài)爾莎的存在，最后又結(jié)合前兩者，融合現(xiàn)實(shí)與幻想，孕育創(chuàng)作出愛(ài)爾莎的神話。愛(ài)爾莎用她特有的神秘性讓詩(shī)人在這樣一個(gè)迷人的森林中流連忘返，樂(lè)此不疲。實(shí)際上，雖然阿拉貢的多部詩(shī)作中明顯刻有“愛(ài)爾莎”的名字，但是這位“愛(ài)爾莎”就像是一個(gè)蒙面女神，我們很難一睹她的芳容，我們唯一能感受到的就是她的“魔力”(“你的眼睛如此深沉”)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 潤(rùn)滑脂制備

首先將六方氮化硼微粉加入到JC1800 全氟聚醚基礎(chǔ)油中，氮化硼和基礎(chǔ)油的質(zhì)量比為1∶65，在球磨機(jī)中球磨（常溫，12 h，900 r/min），獲得小粒徑并均勻分散的潤(rùn)滑油懸浮液。將球磨后的油液和聚四氟乙烯（PTFE）微粉，按照33∶17 的質(zhì)量比混和，將混合物在磁力攪拌機(jī)上進(jìn)行攪拌（60 ℃，20 min，500 r/min），攪拌均勻后，再采用球磨機(jī)將混合物球磨6 h，進(jìn)行研磨脫氣，然后在200 ℃的真空干燥箱中真空下放置2 h，抽氣并除去易蒸發(fā)的組分。最后取出靜置冷卻至室溫，制得實(shí)驗(yàn)所用的PTFE 潤(rùn)滑脂。該潤(rùn)滑脂主要物理化學(xué)性質(zhì)如下: 外觀為乳白色，密度為1.85 g/cm3，工作溫度范圍為-80～204 ℃，滴點(diǎn)為155 ℃，蒸發(fā)量（204 ℃，22 h）為0.6% ，基礎(chǔ)油運(yùn)動(dòng)黏度（40 ℃）為494 mm2/s。

1.2 織構(gòu)盤和DLC 盤制備

采用球-盤摩擦副進(jìn)行摩擦性能評(píng)價(jià)。金屬盤的材料為GCr15 軸承鋼，直徑為30 mm，厚度為5 mm。測(cè)試前將金屬盤打磨拋光至表面粗糙度為0.02 μm左右。

制備鍍DLC 涂層的盤，本文采用磁控濺射打底、化學(xué)氣相沉積的方式。在拋光后的金屬盤上沉積鍍膜，鍍上3 μm 或1 μm 厚的DLC 涂層。

實(shí)驗(yàn)前，計(jì)算膜厚比，評(píng)估實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，通過(guò)計(jì)算最小油膜厚度與摩擦副表面粗糙度的比值，如（1）式所示，計(jì)算膜厚比λ。

圖 4 為相同實(shí)驗(yàn)條件下，四種織構(gòu)表面盤在PFPE 脂潤(rùn)滑下的摩擦系數(shù)曲線。由圖4 可知，拋光盤試樣，在前200 s 處于磨合階段，摩擦系數(shù)呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(shì)，在200～400 s 處于穩(wěn)定摩擦階段，摩擦系數(shù)趨于平緩。但是，在400 s 左右，摩擦系數(shù)迅速增大，并且在后續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，摩擦系數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)的波動(dòng)。說(shuō)明隨著摩擦的進(jìn)行，潤(rùn)滑脂受到接觸壓力的作用，從摩擦副的接觸區(qū)被擠出，且潤(rùn)滑脂流動(dòng)性差，無(wú)法及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油膜，導(dǎo)致潤(rùn)滑膜破損，潤(rùn)滑失效并處于乏油潤(rùn)滑狀態(tài)。織構(gòu)可以改善潤(rùn)滑脂的分布狀態(tài)，彌補(bǔ)了潤(rùn)滑脂流動(dòng)性的不足。在實(shí)驗(yàn)中，織構(gòu)的凹坑結(jié)構(gòu)會(huì)存儲(chǔ)一部分潤(rùn)滑脂，當(dāng)受到載荷作用時(shí)，接觸區(qū)發(fā)生變形，存留在凹坑中的潤(rùn)滑脂，隨著彈性形變的發(fā)生，一部分潤(rùn)滑脂會(huì)重新進(jìn)入接觸區(qū)域，實(shí)現(xiàn)二次潤(rùn)滑，因此在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，摩擦系數(shù)較低且數(shù)值穩(wěn)定。

圖1 四種織構(gòu)的示意圖 Fig.1 Schematic diagram of four textures: a) circle texture; b) V-shape texture; c) line texture; d) micro texture

本文中線形織構(gòu)、圓孔織構(gòu)、V 型織構(gòu)和微紋織構(gòu)分別記為TL、TC、TV、TM。無(wú)織構(gòu)的拋光盤記為TN。1 μm 和3 μm 厚的DLC 涂層分別記為DLC-1 和DLC-3。

1.3 摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn)

(3)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在自動(dòng)控制技術(shù)產(chǎn)業(yè)方面，積累了巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，尤其是在某些核心技術(shù)方面對(duì)我國(guó)的限制仍然十分頑固，如果沒(méi)有掌握核心技術(shù)，那么我們的發(fā)展將會(huì)受制于人。在一定程度上，我國(guó)在某些方面的資金投入和外國(guó)相比的確不足。而如果在核心技術(shù)上只依靠進(jìn)口，那么不僅會(huì)影響我國(guó)在某些重要工程上的發(fā)展，而且在某些重大事件是我國(guó)無(wú)法依靠獨(dú)自力量去解決。當(dāng)前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)優(yōu)化自動(dòng)化控制技術(shù)，彎道超車，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提升是工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。

基于DLC 薄膜以及織構(gòu)化的兩種潤(rùn)滑特性，設(shè)計(jì)了兩種加工方法，研究?jī)煞N表面處理方法對(duì)潤(rùn)滑脂摩擦性能的協(xié)同效果。方法一是在加工好的織構(gòu)盤試樣表面鍍上DLC 膜，記為T/DLC；方法二是在鍍有DLC 涂層的金屬盤上加工四種織構(gòu)，記為DLC/T。其中，T 表示四種織構(gòu)類型，DLC 表示兩種厚度的DLC 涂層。

圖2 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)中球-盤摩擦副的示意圖 Fig.2 Schematic diagram of ball-disc friction pair in friction and wear experiment

最終設(shè)定的摩擦實(shí)驗(yàn)條件為：初始溫度(25±5) ℃， 法向載荷5 N，往復(fù)滑動(dòng)的頻率2 Hz，滑移距離6 mm，滑動(dòng)速度0.012 m/s，測(cè)試時(shí)間30 min。潤(rùn)滑介質(zhì)為上文制備的PTFE 潤(rùn)滑脂，添加量約為1.5 mL。 采用同一批金屬球與經(jīng)過(guò)不同表面處理的金屬盤試樣，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，對(duì)比和分析實(shí)驗(yàn)所得的摩擦系數(shù)，由磨痕計(jì)算得到了磨損量，進(jìn)而研究協(xié)同表面處理方法對(duì)GCr15 鋼盤在脂潤(rùn)滑下的摩擦學(xué)性能。

2 結(jié)果及分析

2.1 織構(gòu)形貌

為了進(jìn)一步表征織構(gòu)的三維形狀和尺寸，采用OSL4000 激光共聚焦顯微鏡對(duì)織構(gòu)進(jìn)行觀測(cè)，四種織構(gòu)的表面形貌如圖3 所示。圖3a、3b 和3c 三種大尺寸織構(gòu)，由于激光加工的缺陷，部分熔化的金屬熔融 物會(huì)在織構(gòu)內(nèi)部堆積。此外，由于激光的熱沖擊效應(yīng)，在織構(gòu)周邊產(chǎn)生隆起[16]。加工后在絨布上對(duì)織構(gòu)表面進(jìn)行打磨，可以去除部分堆積金屬。圖3d 為微紋織構(gòu)的觀測(cè)形貌及其紋理示意圖。微紋織構(gòu)是利用熔融堆積的現(xiàn)象，通過(guò)使用小功率的激光，快速高頻地掃描金屬表面形成的。較小功率的激光加工的是盤表層金屬，產(chǎn)生的金屬熔融物較少，激光走刀使熔融物形成方向性的堆積，最終形成波紋狀的表面形貌結(jié)構(gòu)。

圖3 織構(gòu)表面形貌的三維掃描圖或示意圖 Fig.3 Three-dimensional scanning diagram or schematic diagram of different texture: a) circle texture; b) V-shape texture; c) line texture; d) micro texture

第一，影響產(chǎn)業(yè)扶貧的重要因素有能力建設(shè)中扶貧項(xiàng)目與資源的管理能力以及農(nóng)戶的參與能力等。因此，在對(duì)貧困地區(qū)進(jìn)行扶貧的過(guò)程中，合理的選擇扶貧的項(xiàng)目、實(shí)施管理和農(nóng)戶的積極參與非常的重要。

2.2 表面處理對(duì)摩擦學(xué)行為的影響

2.2.1 表面織構(gòu)化

在舒適性方面，激光電視的圖像獲取來(lái)自激光電視屏幕反射自激光電視主機(jī)的光線，屏幕無(wú)電磁輻射、健康、舒適。因激光發(fā)生器產(chǎn)生的光線更聚攏，同時(shí)激光電視一般標(biāo)配的特制型電視面板，既能夠保證觀看亮度，也有抗環(huán)境光的特點(diǎn)。激光電視色彩更鮮明、亮度較高，其色域表現(xiàn)能力超越LCD電視，帶來(lái)更鮮明、高還原度的色彩表現(xiàn)能力。

制備織構(gòu)盤，織構(gòu)選用常見(jiàn)的點(diǎn)陣、條紋凹坑織構(gòu)和一種仿生減阻織構(gòu)，即圓形織構(gòu)、線形織構(gòu)[10-11]和V 形織構(gòu)[12-13]，并設(shè)計(jì)了一種微紋織構(gòu)。將四種織構(gòu)參數(shù)進(jìn)行二維建模，結(jié)果如圖1 所示。使用激光打標(biāo)機(jī)對(duì)金屬盤表面進(jìn)行織構(gòu)處理。加工線形織構(gòu)、圓孔織構(gòu)和V 型織構(gòu)的激光功率均為16 W，激光掃描速度為600 mm/s，激光頻率為20 kHz。加工微紋織構(gòu)的激光功率為0.2 W，激光速度為1500 mm/s，激光頻率為100 kHz。

由激光掃描測(cè)算可知，圓形織構(gòu)的深度為(105±5) μm，線形織構(gòu)和 V 形織構(gòu)的深度分別為(24±2) μm 和(50±3) μm，微紋織構(gòu)的表面粗糙度為(0.25±0.05) μm。

圖4 無(wú)織構(gòu)與四種織構(gòu)試樣摩擦系數(shù)的變化曲線 Fig.4 Variation curves of friction coefficient of non-textured samples and four textured samples

從圖4 可知，TM和TL的摩擦系數(shù)趨于平緩，而Tv 和TC的摩擦系數(shù)整體趨勢(shì)是緩慢上升的。并且在四種織構(gòu)中，TM的摩擦系數(shù)明顯小于其他三種織構(gòu)表面的摩擦系數(shù)。因此，在減摩性能上，四種織構(gòu)的關(guān)系是：TM＞ TL＞ Tv ＞ Tc。

圖5 為無(wú)織構(gòu)盤和四種織構(gòu)配副球的表面磨損形貌。從圖5a 中可以看出，相比TN試樣，四種織構(gòu)盤試樣對(duì)應(yīng)的磨斑深度淺，磨痕尺寸較小。TC和TV織構(gòu)凹坑的邊緣和內(nèi)部有金屬堆積（圖5b 和圖5c），實(shí)驗(yàn)中摩擦球與織構(gòu)邊緣的凸起部分相接觸，受凸起部分形狀的影響，磨斑分為兩塊區(qū)域且形狀不均勻。

圖5 無(wú)織構(gòu)和四種織構(gòu)試樣對(duì)應(yīng)的球摩擦副磨斑的觀測(cè)圖 Fig.5 Observation diagram of grinding spots of ball corresponding to non-textured samples and four textured samples: a) non texture; b) circle texture; c) V-shape texture; d) line texture; e) micro texture

如圖5d 所示，TL試樣的磨斑形狀為橢圓形。這是由于摩擦實(shí)驗(yàn)初期，線形凹坑受載荷的作用，摩擦接觸區(qū)域上的表層金屬發(fā)生了剝落現(xiàn)象，導(dǎo)致軸向應(yīng)力幅值較低，形成了近橢圓形的摩擦斑[17]。由圖5e所示，微紋織構(gòu)對(duì)應(yīng)摩擦球的磨斑最小。這是因?yàn)樵诩庸の⒓y織構(gòu)時(shí)，激光脈沖能量導(dǎo)致金屬表層產(chǎn)生位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，最終形成細(xì)化的晶粒[18]。由于細(xì)晶在摩擦接觸時(shí)變形較小，而且會(huì)硬化表面，從而提高的試件的耐磨性，進(jìn)而出現(xiàn)較低的摩擦系數(shù)和磨損率。

表面織構(gòu)可以存儲(chǔ)潤(rùn)滑介質(zhì)，促進(jìn)潤(rùn)滑脂重新轉(zhuǎn)移并鋪展成低剪切強(qiáng)度的保護(hù)層[19]，起到“二次潤(rùn)滑”的作用，保證油膜的完整。此外，表面織構(gòu)能夠捕獲并保存磨屑，減小磨粒磨損，所以織構(gòu)表面在實(shí)驗(yàn)中的摩擦系數(shù)穩(wěn)定，磨痕較淺。在四種織構(gòu)表面中，微紋織構(gòu)表面由于表面變形量小，減摩抗磨性能提高，摩擦系數(shù)和磨損最小。

2.2.2 表面類金剛石薄膜

選用1 μm 和3 μm 厚DLC 膜的盤在相同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由圖4 可見(jiàn)，由于DLC 膜的減摩性質(zhì)，鍍DLC 膜的盤在摩擦磨損實(shí)驗(yàn)中，摩擦系數(shù)比織構(gòu)盤低0.04。鍍1 μm 的DLC 膜試樣的摩擦系數(shù)為0.085，而鍍3 μm 的DLC 膜試樣的摩擦系數(shù)為0.075。

圖6 為不同DLC 膜厚的試樣在摩擦實(shí)驗(yàn)后的磨斑圖像。對(duì)比可知，DLC-3 試樣的磨斑直徑較大，即磨損量較大，表明同種實(shí)驗(yàn)條件，厚度對(duì)DLC 涂層在脂潤(rùn)滑下的摩擦性能存在影響。相同實(shí)驗(yàn)條件下，相比鍍1 μm 的DLC 膜試樣，鍍3 μm 的DLC 膜試樣的減摩性能更好，但是磨損量更大。

采用硬度儀和粗糙度儀對(duì)無(wú)織構(gòu)盤、兩種厚度涂層盤表面進(jìn)行測(cè)定。DLC 涂層表面和拋光盤的硬度與表面粗糙度如表1 所示，幾種盤的表面粗糙度接近，但是硬度相差較大，較厚涂層表面受襯底的影響小，整體表面硬度大，等效彈性模量增大和泊松比減小。在這種情況下，較厚涂層試樣的赫茲接觸壓力大，因而摩擦球的變形量增大，DLC 涂層的石墨化進(jìn)程加快。此外，較厚的DLC 涂層比較薄的涂層具有更強(qiáng)的絕熱效果，而且薄膜硬度受襯底硬度的影響較小[20-21]，導(dǎo)致在摩擦過(guò)程中，熱量散失慢，赫茲接觸壓力和摩擦區(qū)域的溫度增大，也會(huì)加速DLC 膜石墨化的進(jìn)程[22]。

圖6 不同厚度DLC 涂層試樣對(duì)應(yīng)磨斑的SEM 圖 Fig.6 SEM images of corresponding grinding spots of DLC coating samples with different thickness

表1 拋光盤與不同厚度涂層盤的硬度與表面粗糙度 Tab.1 Hardness and surface roughness of polishing samples and coating samples with different thickness

圖7 為實(shí)驗(yàn)前后DLC 薄膜的拉曼光譜的變化及其高斯分解圖。根據(jù)高斯分布擬合計(jì)算出峰的位置和ID/IG（D、G 兩峰下積分面積的比值），兩個(gè)峰的位置在1381 cm-1和1568 cm-1左右。實(shí)驗(yàn)前，試樣的ID/IG約為0.92，而實(shí)驗(yàn)后，DLC-1 試樣的兩峰面積比ID/IG約為0.68，DLC-3 試樣的兩峰面積比ID/IG約為0.36。兩峰面積比降低，則表明sp2鍵含量增加，sp3鍵含量減小[23]。DLC-3 試樣的ID/IG小，表明石墨化程度高。

項(xiàng)目實(shí)施前陜西省僅有部分縣區(qū)的個(gè)別地區(qū)有自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，對(duì)信息的了解掌握程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足山洪災(zāi)害防御和防汛工作需求，通過(guò)項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)、重點(diǎn)防御地點(diǎn)基本覆蓋，自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)覆蓋率從以前不足30%達(dá)到目前的75%左右，有效解決了快速掌握雨水情信息的問(wèn)題。

三、有著長(zhǎng)達(dá)數(shù)千年“層累”優(yōu)勢(shì)的中國(guó)文化，其發(fā)育發(fā)展離不開(kāi)中國(guó)鄉(xiāng)村社會(huì)土壤，其思想內(nèi)涵在村落生活中有豐富積存。因此，這種實(shí)驗(yàn)式村落民俗志書寫還應(yīng)在深描之中提煉理論話語(yǔ)，從國(guó)家推行、精英闡發(fā)與民眾實(shí)踐等維度對(duì)中國(guó)文化作交互式理解，特別是發(fā)掘與分析中國(guó)文化的民間表達(dá)形式與傳承機(jī)制，以小見(jiàn)大地闡述中國(guó)社會(huì)的人文傳統(tǒng)、基本國(guó)情與發(fā)展道路。

圖7 試驗(yàn)前后DLC 膜試樣的拉曼光譜分析 Fig.7 Raman spectral analysis of DLC film samples before and after the test: a) before test; b) after test, 1 μm DLC; c) after test, 3 μm DLC

碳原子在金剛石中被sp3鍵合，在石墨中被sp2鍵合，在DLC 中被sp3和sp2鍵合，所以DLC 的結(jié)構(gòu)和性能介于金剛石和石墨之間[24]。DLC 薄膜中C原子軌道上的sp3雜化結(jié)構(gòu)決定了薄膜的耐磨性和較高的強(qiáng)度，sp2雜化結(jié)構(gòu)賦予涂層表面較好的潤(rùn)滑特性[25-26]。當(dāng)DLC 膜發(fā)生石墨化時(shí)，表面DLC 涂層的sp3結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閟p2雜化結(jié)構(gòu)的石墨，增強(qiáng)了接觸區(qū)域的潤(rùn)滑性能，摩擦系數(shù)減小，但是薄膜表面喪失原有的高硬度、高耐磨性等優(yōu)異特性，所以磨損量增大[27-28]。因此相同實(shí)驗(yàn)條件下，相比鍍1 μm 的DLC膜試樣，鍍3 μm 的DLC 膜試樣的減摩性能更好，但是摩擦副上的磨損量更大。

2.3 復(fù)合表面處理方法

2.3.1 織構(gòu)化DLC 膜

表面織構(gòu)主要是通過(guò)緩釋潤(rùn)滑脂、補(bǔ)充油膜并減少磨屑的方式改善潤(rùn)滑。而DLC 涂層則是通過(guò)表面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，形成更有利于潤(rùn)滑的石墨結(jié)構(gòu)，代替油脂成膜，實(shí)現(xiàn)減摩的作用。

(4)將車門“V形調(diào)成了倒“V”形。車輛車體在AW0(空載)時(shí)具有上撓度，為了避免在AW3(超載)時(shí)客室車門兩門頁(yè)之間不會(huì)因互相擠壓而導(dǎo)致無(wú)法關(guān)閉，即保證車體撓度為0，因此在調(diào)整車門時(shí)必須保證兩門頁(yè)之間的狀態(tài)為“V”形(見(jiàn)圖6)。

式中：hmin為最小油膜厚度（μm），σ1和σ2分別為兩個(gè)摩擦副表面的粗糙度。點(diǎn)接觸條件下的最小膜厚可以采用Hamrock-Dowson 公式進(jìn)行估算[14-15]。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)采用CETR UMT-2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，采用球-盤式摩擦副，示意圖如圖2 所示。球AISI52100鋼，直徑為9.5 mm，表面粗糙度為0.012 μm 左右。載荷為5～10 N、滑動(dòng)速度為0.012～0.036 m/s 時(shí)，計(jì)算所得的膜厚比λ在0.1～0.5 之間。一般認(rèn)為λ＜1 時(shí)，潤(rùn)滑狀態(tài)為邊界潤(rùn)滑。

本研究結(jié)果表明,大慶市細(xì)菌性痢疾防控要加強(qiáng)防病知識(shí)宣傳,尤其是提高重點(diǎn)人群防病意識(shí),養(yǎng)成良好衛(wèi)生習(xí)慣;加強(qiáng)環(huán)境衛(wèi)生建設(shè),落實(shí)改水改廁和滅蠅工作;醫(yī)院嚴(yán)格執(zhí)行傳染病報(bào)告制度,加強(qiáng)患者管理。

在國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)金融風(fēng)險(xiǎn)專項(xiàng)整治進(jìn)入攻堅(jiān)階段的時(shí)代背景下，政府部分、行業(yè)協(xié)會(huì)、主流媒體和互聯(lián)網(wǎng)金融企業(yè)應(yīng)積極面向廣大投資者開(kāi)展互聯(lián)網(wǎng)金融風(fēng)險(xiǎn)教育，使其在了解眾籌對(duì)科技創(chuàng)業(yè)重要作用的基礎(chǔ)上，全面認(rèn)知眾籌投資的各類風(fēng)險(xiǎn)特征，提升眾籌投資者的金融素養(yǎng)，引導(dǎo)其理性投資科技眾籌創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。統(tǒng)計(jì)301位投資者與專業(yè)背景和投資偏好相關(guān)的問(wèn)題調(diào)查結(jié)果，可以從被選擇次數(shù)最多的“眾數(shù)項(xiàng)”中，了解眾籌投資者的總體投資偏好和投資決策依據(jù)，如表1所示。

圖8 為經(jīng)過(guò)兩種方法處理的盤在實(shí)驗(yàn)中的摩擦系數(shù)曲線及實(shí)驗(yàn)后的磨斑尺寸圖。由圖8a 可見(jiàn)，DLC/T，即方法二可以較好地改善接觸表面的摩擦性能。采用方法二處理的試樣，在實(shí)驗(yàn)中的摩擦系數(shù)較低，減摩性能好，兩種處理方法下的摩擦系數(shù)差值在0.3 左右。而由圖8b 可見(jiàn)，復(fù)合表面處理下，膜厚對(duì)于磨損的影響小，不同織構(gòu)對(duì)磨損的影響較為明顯。

圖8 DLC/T 和T/DLC 兩種復(fù)合處理方法下摩擦系數(shù)和磨痕寬度的對(duì)比圖 Fig.8 Variation curves of friction coefficient and wear width of samples with different surface treatment (DLC/T and T/DLC): a) friction coefficient; b) wear width

對(duì)比可知，復(fù)合表面處理中，采用方法二處理的表面摩擦學(xué)性能較好。實(shí)驗(yàn)選用的TM、TL、TC和TV四種織構(gòu)中，TM與DLC 涂層的協(xié)同最好，摩擦系數(shù)低，磨損量小。所以選取TM，即微紋織構(gòu)，對(duì)不同處理方法下的摩擦學(xué)行為進(jìn)行進(jìn)一步研究。

從成本核算的結(jié)果來(lái)看，采用紫外催化濕式氧化+EM脫氮菌的工藝對(duì)滲瀝液濃縮液進(jìn)行處理的運(yùn)行成本相對(duì)較高，達(dá)到了150元/t，但考慮到納濾濃縮液的難降解性和危害性，且高級(jí)氧化方法能夠徹底的將有毒有害有機(jī)物進(jìn)行礦化去除，無(wú)二次污染，具有高效、徹底等優(yōu)點(diǎn)，因此仍可考慮采用。

2.3.2 在微紋織構(gòu)上沉積DLC

從各學(xué)科對(duì)中高端酒店的研究分布圖可以看出，對(duì)中高端酒店研究最多的是服務(wù)業(yè)經(jīng)濟(jì)，占比達(dá)43.68%；其次是貿(mào)易經(jīng)濟(jì)，占比為22.99%；排名第三的是宏觀經(jīng)濟(jì)管理與可持續(xù)發(fā)展，占比9.20%；旅游科學(xué)僅占比僅2.3%，排名第八。詳見(jiàn)圖2。

圖9 為經(jīng)過(guò)TM、DLC、TM/DLC 和DLC/TM處理的表面在實(shí)驗(yàn)中的摩擦系數(shù)曲線和磨斑尺寸對(duì)比。由圖9 可知，采用微紋織構(gòu)上沉積涂層的方式處理形成的表面，減摩抗磨性能較差，相比僅織構(gòu)處理或僅涂層處理的表面，摩擦系數(shù)和磨損量都有明顯的增大，說(shuō)明這種處理方式下，織構(gòu)化與涂層在改善表面潤(rùn)滑性能方面產(chǎn)生了拮抗作用。

圖9 TM、DLC、TM /DLC 和DLC/TM 處理的試樣在摩擦實(shí)驗(yàn)中的實(shí)時(shí)摩擦系數(shù)和磨斑尺寸對(duì)比 Fig.9 Real-time friction coefficient graph and wear width graph on the ball of samples under TM, DLC, DLC/TM and TM/DLC treatments: a) friction coefficient graph; b) wear width graph

表2 經(jīng)過(guò)不同處理的試樣盤的表面粗糙度 Tab.2 Surface roughness of sample plates with different treatments

采用粗糙度儀對(duì)處理后的表面進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如表2 所示。由表2 可知，采用在微紋織構(gòu)上沉積涂層的方式處理的表面，相比無(wú)織構(gòu)表面和織構(gòu)表面，表面粗糙度大，并且存在較大尺寸波動(dòng)。表明沉積的DLC 涂層表面質(zhì)量不好，DLC 膜表面沒(méi)有形成類似的紋理織構(gòu)，表面粗糙度反而較大，凹坑邊緣可能存 在鋒利的邊緣。在摩擦實(shí)驗(yàn)中，這些硬質(zhì)凸起會(huì)刮除轉(zhuǎn)移材料來(lái)中和摩擦膜的形成，導(dǎo)致轉(zhuǎn)移膜損失，使得潤(rùn)滑性能變差[3]。除此之外，織構(gòu)邊緣部分的DLC材料在載荷作用下會(huì)發(fā)生脫落，根據(jù)Dai 等人[29]的發(fā)現(xiàn)，這些硬質(zhì)碳化物顆粒會(huì)引起磨料磨損，從而導(dǎo)致較高的摩擦系數(shù)和磨損系數(shù)，這與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相符合。

2.3.3 DLC 涂層上加工微紋織構(gòu)

由圖9a 可知，DLC/TM處理的試樣，對(duì)表面潤(rùn)滑性能有較好的改善作用。減摩性能上，相較于TM處理的試樣，DLC-1/TM處理的試樣表面摩擦系數(shù)降低了8%，DLC-3/TM處理的試樣表面摩擦系數(shù)降低了17%?？鼓バ阅芊矫妫蓤D9b 可知，磨斑尺寸與僅TM處理的試樣接近，在200 μm 左右。對(duì)比DLC-1處理的試樣，磨斑尺寸減小33%，相較于DLC-3 處理的試樣，磨斑尺寸減小62%，抗磨效果顯著。

圖10 為DLC/TM試樣磨斑的SEM 圖。由圖10可知，磨斑上存在明顯的劃痕，這是由于激光處理下，表面形貌發(fā)生變化，表面粗糙度上升，出現(xiàn)了硬質(zhì)凸起，在摩擦過(guò)程中，這些凸起脫落，形成硬質(zhì)磨粒。但是由于微紋織構(gòu)儲(chǔ)油DLC 以及涂層石墨化，保證了油膜的厚度和完整性，從而降低了整體的摩擦系數(shù)和磨損量。

總的來(lái)說(shuō)，采用DLC 涂層上加工微紋織構(gòu)的方式處理形成的表面，減摩抗磨性能較好，相比僅織構(gòu)處理或僅涂層處理的表面，摩擦系數(shù)和磨斑尺寸減小，說(shuō)明這種處理方式下，織構(gòu)化與涂層在改善表面潤(rùn)滑性能方面產(chǎn)生了協(xié)同作用。在載荷作用下，涂層結(jié)構(gòu)發(fā)生石墨化轉(zhuǎn)變，因此摩擦系數(shù)穩(wěn)定并保持較低的數(shù)值。此外微紋織構(gòu)通過(guò)存儲(chǔ)潤(rùn)滑介質(zhì)，保證了油膜的厚度和完整性，提高了油膜承載，減少了摩擦表面之間直接接觸，保護(hù)了摩擦表面，因此磨損量減小。

3 結(jié)論

1）四種織構(gòu)中，微紋織構(gòu)表面性能較好，相比線形織構(gòu)、圓形織構(gòu)和V 形織構(gòu)，微紋織構(gòu)可以更好地提升PFPE 脂潤(rùn)滑下的GCr15 軸承鋼盤的減摩抗磨性能，實(shí)驗(yàn)中所得的摩擦系數(shù)和磨損量最小。

2）DLC 涂層試樣中，較厚的涂層表面受襯底影響小，整體表面硬度高，接觸區(qū)域的接觸壓力大。因此，3 μm 厚的DLC 涂層試樣在實(shí)驗(yàn)中，石墨化程度高，因而減摩性能好，摩擦系數(shù)較低，磨損量大。

3）在織構(gòu)上鍍DLC 膜的復(fù)合表面處理方法，相較于僅織構(gòu)盤，摩擦系數(shù)和磨損量均增大，說(shuō)明這種方法下，織構(gòu)與DLC 涂層產(chǎn)生了拮抗作用。

4）DLC 薄膜上加工微紋織構(gòu)的加工方法下，所得的摩擦系數(shù)相較于僅織構(gòu)盤，減小了0.02 左右，表明DLC 涂層發(fā)揮了減摩的特性。在摩擦系數(shù)減小的情況下，摩擦副上的磨斑尺寸也較小，表明微紋織構(gòu)表面起到了儲(chǔ)油的作用，保證了油膜的厚度和完整性，從而提高了油膜承載能力，減小了摩擦副變形，降低了磨損。在這種加工方法下，織構(gòu)與DLC 涂層的潤(rùn)滑特性相結(jié)合，產(chǎn)生正向協(xié)同作用，改善摩擦表面在PFEP 脂潤(rùn)滑下的摩擦學(xué)性能。