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一种新型的同电位辅助阴极系统用于实现复杂形状工件表面耐磨防腐一体化Si-DLC沉积

类金刚石碳(Diamond-like Carbon, DLC)膜是一种极具潜力的保护膜，在航空航天、机械工程和生物医学等领域引起了广泛的关注。然而，在复杂形状工件上快速、经济地沉积DLC膜是当务之急。为解决传统PVD工艺过程中因样品转架造成的额外能源损耗、耗材昂贵、靶材利用率底、靶材易污染，以及CVD工艺过程中仍需移动样品架、微波和射频的泄漏对人体有害、也不适用于涂层结构和成分的个性化设计等问题 发展了一种新型的沉积方法。通过添加一个与样品架同轴的圆柱形辅助阴极。利用空心阴极效应产生高密度等离子体，完全浸没复杂工件，从而实现Si-DLC膜在其表面的均匀沉积。本文采用新型的方法在M2高速钢、304不锈钢方形试样和复杂形状工件上沉积Si-DLC。研究结果表明：辅助阴极轴向不同位置的Si-DLC微观结构相似，厚度为~2 μm。沉积在高速钢上的Si-DLC具有优良的力学性能并且结合力大于10 N。相比于304不锈钢，沉积的Si-DLC展现出更高的耐腐蚀性能。Si-DLC的沉积降低了摩擦副的磨损并且其具有优良的摩擦学性能。在齿轮、钻头和轴承上成功实现了Si-DLC膜的沉积，表明这种新型的辅助阴极沉积技术是一种极具潜力的保护复杂形状工件免受腐蚀和磨损的沉积技术。