粗糙度对微弧氧化/类金刚石复合涂层结构及性能的影响

为了研究微弧氧化(MAO)涂层表面微结构对MAO/类金刚石碳基薄膜(DLC)复合涂层结构及性能的影响,通过调控电压在镁合金表面制备不同粗糙度的MAO涂层,再通过非平衡磁控溅射技术构筑MAO/DLC复合涂层.利用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱分析(EDS)、表面粗糙度仪、划痕仪、摩擦磨损测试仪和电化学工作站,研究了涂层的微结构、粗糙度、厚度、力学性能、摩擦磨损性能和耐蚀性能.结果表明:当MAO涂层粗糙度从0.19 μm逐渐增加到0.57 μm时,MAO涂层的表面孔隙率从9.429％增加到12.924％,摩擦系数从0.53增大至0.66,自腐蚀电位从-1.571 V负移至-1.595 V;表面沉积3.1 μm厚DLC膜的粗糙度从0.22 μm增加到0.58 μm,表面孔隙率从1.553％增加到6.074％,摩擦系数从0.24增大至0.45,磨损率由2.01×10-5 mm3/(N·m)增加到 8.41×10-5 mm3/(N·m),自腐蚀电位从-1.547 V正移至-1.486 V.复合涂层的界面结合强度从5.51 N增大至7.89 N,结合力增强了 43％.MAO涂层的表面粗糙度决定了其与DLC涂层的界面结合强度,增大表面粗糙度能显著提高复合涂层界面结合强度,但同时增大了表面孔隙率,从而导致MAO涂层及其复合涂层的腐蚀/磨损防护性能变差.