Коэффициент трения рассчитывался по формуле Амонтона–Кулона
как отношение тангенциальной силы к приложенной нормальной на-
грузке без учета адгезионной составляющей, которая была пренебре-
жимо мала.
Обсуждение результатов.
На рис. 2 показано изменение коэффи-
циента трения и ионных токов масс-спектрометра при трении образца
AC8. Из 85 сигналов, регистрируемых масс-спектрометром, во время
трения наблюдали изменения сигналов только для массовых чисел 2,
12, 13, 15 и 16. Изменения остальных сигналов не превышали уровень
фона и на рисунке не показаны. Анализ динамики коэффициента тре-
ния и сигналов масс-спектрометра позволяет выделить четыре основ-
ных этапа: I — приработка, II — СНТ, III — переход от режима СНТ
к повышенному трению и IV — установившийся режим повышенно-
го трения. Продолжительность этапа I составляла примерно 200 с. Во
время этого этапа значение коэффициента трения плавно снижалось
от 0,28 до 0,007. Изменение сигналов масс-спектрометра по всем мас-
совым числам оставалось в пределах шума. На этапе II, длительность
которого составляла примерно 750 с, коэффициент трения продолжал
плавно снижаться от 0,007 до 0,003. Изменение ионных токов также
не наблюдалось. На этапе III происходило резкое, почти линейное воз-
растание коэффициента трения до значений 0,55. . . 0,6 в течение 150 с
со средней скоростью 0,0038 с
−
1
. Возрастание коэффициента трения
сопровождалось появлением пиков сигналов для массовых чисел 2,
12, 13, 15 и 16. На этапе IV коэффициент трения стабилизировался со
средним значением 0,57. На этом этапе уровень сигналов для указан-
ных массовых чисел был заметно выше фона, но ниже, чем на третьем
этапе.
Анализ поверхности трения при помощи оптического микроскопа
с 50-кратным увеличением показывает, что в режиме СНТ след от тре-
ния образца практически отсутствует, в то время как после перехода к
режиму повышенного трения на поверхности имеются повреждения.
При трении образца AC5 этапы III и IV на всем протяжении экспе-
римента (около 1000 с) не наступали, какого-либо изменения сигналов
от фонового значения не зарегистрировано. По сравнению с образцом
АС8 в этом покрытии при приблизительно той же концентрации sp
3
гибридизированного углерода содержание sp
2
-фазы на 7% меньше из-
за увеличения содержания водорода. При этом весь дополнительный
водород связан с sp
3
-углеродом, что видно из увеличения абсолют-
ного содержания углерода sp
3
-Н
х
на 7,4%. Таким образом, основное
различие между двумя типами покрытий состоит в уменьшении доли
графитной фазы и увеличении степени гидрогенизации тетраэдраль-
ной фазы углерода. Это способствует, с одной стороны, увеличению
стабильности тетраэдраэдральной фазы, а с другой, снижает вероят-
ность образования свободных углеродных связей в процессе трения
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 3 57
