наводороженный аморфный углерод (a–C:H) и наводороженный тетра-
гональный аморфный углерод (
t
a–C:H).
В настоящее время основное распространение в атмосферных уз-
лах трения, т.е. в узлах, работающих во влажном воздухе и в присут-
ствии кислорода, получили покрытия с низким содержанием водорода
благодаря их более высокой твердости и лучшим трибологическим
характеристикам (низким трению и износу) по сравнению с наводо-
рожденными аморфными углеродными покрытиями. В то же время
попытки использовать эти покрытия в инертной сухой атмосфере и
вакууме потерпели неудачу, поскольку коэффициент трения и скорость
износа в этих средах резко возрастали, подобно тому как это проис-
ходит с графитом. Неожиданно выявилось, что аморфные углеродные
покрытия с высоким (40% (ат.) и более) содержанием водорода, кото-
рые имеют невысокую твердость и посредственные трибологические
свойства в обычной атмосфере, показали сверхнизкое значение ко-
эффициента трения (СНТ) и высокую износостойкость в вакууме и
инертных газах. В ряде случаев коэффициент трения этих покрытий
опускался до значений 0,01. . . 0,001 и износ после начальной прира-
ботки практически отсутствовал [3]. Сверхнизкое значение коэффици-
ента трения было обнаружено также и для покрытий СN
x
при трении
в вакууме, в атмосфере двуокиси углерода и азота [4], а также в во-
де. Однако значение СНТ было стабильно, и износ был весьма низок
только в атмосфере азота и в воде.
Исследованию СНТ наводороженных аморфных углеродных по-
крытий посвящен ряд работ [1, 3, 5, 6], в которых подтверждено
критическое влияние водорода на возникновение этого явления. Было
обнаружено, что сверхнизкое трение всегда возникает после периода
приработки, во время которого на контртеле образуется пленка перено-
са, состоящая преимущественно из аморфного углерода; химический
состав пленки и преобладающий вид межатомных связей, однако, де-
тально не исследованы. В ряде случаев сверхнизкое трение является
нестабильным: после определенного промежутка времени коэффици-
ент трения резко возрастает до обычных значений порядка 0,3. . . 0,7,
что сопровождается появлением задиров на поверхности покрытия.
Газообразный водород в зоне трения увеличивал продолжительность
сверхнизкого трения. Для некоторых образцов, полученных при опре-
деленных режимах нанесения, режим СНТ не прекращался в тече-
ние всего эксперимента (несколько часов). Имеются сведения, что в
пленке переноса преобладают sp
2
-связи, что указывает на возможные
процессы графитизации изначально тетрагонального углерода в зоне
трения. Фазовые превращения, сопровождающиеся образованием гра-
фитной фазы на поверхности, также были обнаружены и для покрытий
СN
x
[7]. Однако в случае наводороженных углеродных покрытий из-
менением структуры, по-видимому, нельзя объяснить возникновение
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 3 53
