中文摘要：

探索了氮化硅陶瓷球表面固体润滑涂层制备方法，完成了涂层承载特性、常温与高温滑动及滚动摩擦特性分析和润滑及失效机制的表征。采用离子注入与沉积法、球磨法和转移制备法三种工艺在氮化硅陶瓷球表面制备了自润滑薄膜，获得2项国家发明专利授权；建立了沉积过程陶瓷球表面运动的理论分析和仿真分析方法，利用圆度和表面粗糙度测试验证了表面沉积600nm以上薄膜的均匀性；建立了陶瓷球表面薄膜的纳米划痕与纳米压痕力学承载特性分析方法，通过实验测试建立了薄膜的拉应力与剪应力承载能力评价准则，薄膜在临界拉应力和剪应力的共同作用下发生界面力学失效；利用球盘摩擦实验机完成了常温和高温条件下陶瓷球表面薄膜的滑动与滚动摩擦特性研究，获得了表面薄膜的承载临界速度和载荷参数；常温下陶瓷球表面薄膜摩擦系数可达0.04并在低速下体现出优异的低摩擦和抗磨损性能；陶瓷表面DLC薄膜在300℃范围内均保持优异的承载、低摩擦与耐磨损性能，温度达到400℃时，陶瓷球表面DLC 膜直接剥离；实验测试了陶瓷球表面薄膜的滚动摩擦特性，在常温到300℃范围内，陶瓷球表面润滑薄膜可有效降低轴承的滚动摩擦力矩。成果已成功应用于航天精密陶瓷球轴承技术。