γ辐照对a-C∶H薄膜微观组织、力学性能及摩擦学性能的影响

近年来随着核能及其核装备的发展,辐照环境下高能粒子对润滑材料服役行为的影响受到越来越多的关注.本研究利用自行设计研制的磁控溅射系统制备a-C∶H润滑薄膜,并对其进行伽马(γ)辐照处理.考察γ辐照康普顿效应对a-C∶H薄膜微观组织、力学性能和摩擦学性能的影响.结果表明:经γ辐照后a-C∶H薄膜存在由sp2杂化C原子结构向sp3杂化C原子结构转变的趋势,且辐照使得C-H键发生断裂,薄膜内H原子的键合能降低.伽马辐照使得a-C∶H薄膜的纳米机械性能显著提高,辐照样品的残余应力也随辐照剂量呈增加趋势.此外,γ辐照也使得a-C∶H薄膜的摩擦系数和磨损率轻微增加.综合分析可知,γ辐照在测试剂量范围内对a-C∶H薄膜的摩擦性能影响有限,但辐照诱发应力的增加是限制其在核环境中应用的主要因素.