Evaluation of the properties of diamond-like carbon coatings lubricated with ionic liquids

The purpose of the study was to evaluate the properties of DLC coatings with ionic liquids used as lubricants. The type a-C: H DLC coatings were deposited onto the 100Cr6 steel substrate by PVD. The surface topography of the DLC coatings was studied with a Bruker's Dimension Icon® Atomic Force Microscope (AFM), and surface morphology testing, cross section and chemical composition analyses were performed using the Jeol JSM-7100F scanning electron microscope, equipped with an EDS microanalyzer. Surface geometry measurements prior to and after tribological tests were performed on a Taylor Hobson's Talysurf CCI contactless optical profilometer. The tribological tests were carried out on an Anton Paar TRB tribotester under technically dry and lubricated friction with an ionic liquid, 1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate. The results show that DLC coatings and ionic liquids can significantly reduce resistance to motion.

Celem przeprowadzonych badań była ocena właściwości powłok diamentopodobnych DLC smarowanych cieczami jonowymi. Powłoki diamentopodobne typu a-C:H naniesione zostały na stal 100Cr6 za pomocą metody PVD. Wykonano badania topografii powierzchni powłok DLC na mikroskopie sił atomowych AFM – Dimension Icon – Brucker oraz badania morfologii powierzchni, przekrojów poprzecznych oraz analizy składu chemicznego przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego Jeol JSM –7100F, wyposażonego w mikroanalizator EDS. Pomiary struktury geometrycznej powierzchni przed i po testach tribologicznych wykonano na bezstykowym profilometrze optycznym Talysurf CCI Firmy Taylor Hobson. Testy tribologiczne przeprowadzono na tribotesterze Anton Paar TRB w warunkach tarcia technicznie suchego i tarcia ze smarowaniem cieczą jonową – tetrafluoroboranem 1-butylo-3-metyloimidazoliowym. Przedstawione wyniki badań wykazały, że zastosowanie powłok DLC oraz cieczy jonowej znacznie obniża opory ruchu.