СНТ, поскольку при трении в вакууме аналогичных покрытий a–C и
t
a–C, имеющих преимущественно sp
2
- и sp
3
-связи cоответственно, но
не содержащих водорода, режим СНТ не возникает. Таким образом,
следует предположить, что режим СНТ связан, в первую очередь, с
содержанием водорода в материале покрытий.
В работе [8] изучалось влияние водорода на фазовые превраще-
ния в аморфных углеродных покрытиях. Было установлено, что не-
связанный молекулярный водород, внедряясь в тетрагональные поры
структуры, выполняет роль стабилизатора sp
3
-связей. Десорбция водо-
рода из материала при прогреве приводила к уменьшению концентра-
ции sp
3
-связей. С другой стороны, структура тетрагонального углерода
благодаря тетрагональным порам способствовала более интенсивной
абсорбции водорода по сравнению с планарной структурой углерода
типа графита. Часть содержащегося в покрытии водорода находилась в
связанном состоянии. Детальный химический анализ углеродных по-
крытий в зависимости от способа и условий нанесения был проведен
в работе [9] при помощи методов ЯМР, инфракрасной спектроско-
пии с фурье-преобразованием и прямого рассеяния
1
Н. Показано, что
связанный водород (более 70%) координирован преимущественно с
sp
3
–С, поскольку связь sp
2
–С–Н нестабильна [9]. В зависимости от
прекурсора, вида и условий нанесения связанный водород предста-
влен группами С–СН, С=СН, С–СН
2
и С=СН
2
. Наличие метильных
групп не обнаружено. Другая часть водорода (до 50%) химически не
связана с углеродом, однако химическое состояние такого водорода
остается неясным. Авторы работы [9] отмечают, что этот свободный
водород не входит в состав воды. Несвязанный водород может нахо-
диться в молекулярной форме: в виде газа в нанопорах либо физически
адсорбированного на внутренних поверхностях пор. Он может также
присутствовать в диссоциированной форме в виде адсорбированного
атома или атома, внедренного внутрь структуры (растворенное состо-
яние).
В настоящее время существуют различные представления о ме-
ханизмах трения и износа аморфных углеродных покрытий, однако
полной ясности в этом вопросе не достигнуто. Согласно существу-
ющей гипотезе о возникновении СНТ, контактирующие поверхности
состоят из полностью гидрогенизированных предельных углеродных
цепочек различной длины. Поскольку все связи углерода насыщены
(отсутствуют оборванные связи), взаимодействие между поверхностя-
ми сводится к слабому ван-дер-ваальсовскому взаимодействию между
атомами водорода групп С-Н. На этапе приработки коэффициент тре-
ния повышается в связи с затратами энергии на износ и создание
пленки переноса на контртеле. Однако вопросы о причине прекра-
щения процесса СНТ и влиянии водорода на его длительность оста-
ются открытыми. Одна из возможных причин прекращения режима
54 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 3
