УДК 533.583.2:531.43
А. В. Р у с а н о в, Р. А. Н е в ш у п а,
Ж. Ф о н т э н, Т. Л е М о н ь,
Ж.-М. М а р т а н
ТРИБОСТИМУЛИРОВАННАЯ ДЕСОРБЦИЯ
ГАЗОВ ИЗ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ
АМОРФНОГО УГЛЕРОДА В СВЕРХВЫСОКОМ
ВАКУУМЕ
Изучена трибодесорбция из покрытий наводороженного аморфно-
го углерода (a-C:H), нанесенных методами плазменного осаждения
из газовой фазы, осаждением из ионного луча и осаждением с ис-
пользованием диодной системы. Трибодесорбция газов исследова-
лась при помощи сверхвысоковакуумного трибометра, оборудован-
ного квадрупольным масс-спектрометром. Эксперименты показа-
ли, что в режиме сверхнизкого трения уровень газовыделения ниже
чувствительности имеющегося масс-спектрометра. Однако выде-
ление газов, в основном H
2
и CH
4
, наблюдается при возрастании
коэффициента трения во время самопроизвольного прекращения
режима сверхнизкого трения. Анализ поверхности показывает на-
личие повреждений, в то время как в режиме сверхнизкого трения
след трения практически отсутствует. Показано, что газовыделе-
ние имеет четкую связь с режимом трения, таким образом, три-
бодесорбция может быть использована как метод диагностики
поломки механизмов.
Трибологические и антиадгезионные покрытия из аморфного угле-
рода нашли широкое применение во многих отраслях современной
промышленности благодаря сочетанию таких свойств, как низкий ко-
эффициент трения, очень низкая степень износа, высокие твердость,
химическая и термическая стойкости, низкая свободная энергия по-
верхности. В результате ряда исследований выявлено, что основны-
ми параметрами, контролирующими свойства покрытий из аморфного
углерода, являлись вид гибридизации валентных электронов углерода
в связях и содержание водорода или других примесей (атомов метал-
лов, кремния, кислорода, фтора и др.) [1]. Основными видами меж-
атомных связей в аморфном углероде являются sp
2
(типа графита) и
sp
3
(типа алмаза) связи. Наличие sp
3
-связей, имеющих тетраэдральную
пространственную конфигурацию, объясняет другое название данных
покрытий — алмазоподобные. Согласно классификации Робертсона
[2], полученной на основе анализа тройной диаграммы С sp
2
–С sp
3
–H,
можно выделить четыре основные группы аморфного углерода. К пер-
вым двум относятся не содержащие водород покрытия — аморфный
углерод (a–C) и тетрагональный аморфный углерод (
t
a–C) с преобла-
данием sp
2
- и sp
3
-связей соответственно, а к третьей и четвертой —
52 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 3
