Humidity‐Resistant Ultralow Friction in Diamond‐Like Carbon Coatings Enabled by Graphitic Nanodiamonds

材料科学 钻石 湿度 碳纤维 类金刚石碳 纳米技术 复合材料 化学工程 薄膜 工程类 复合数 物理 气象学
作者
Andrea Mescola,Giovanni Bertoni,Gian Carlo Gazzadi,Michał Bartkowski,Adalberto Camisasca,Silvia Giordani,Renato Buzio,G. Paolicelli
出处
期刊:Small structures [Wiley]
被引量:2
标识
DOI:10.1002/sstr.202500236
摘要

Hydrogenated diamond‐like carbon (H‐DLC) coatings are extensively employed in high‐performance tribological applications, yet their frictional behavior in humid environments remains a critical limitation. A scalable and industrially viable strategy based on graphitic nanodiamonds (Gr‐NDs) is here proposed, enabling humidity‐resistant ultralow friction (coefficient of friction <0.1) without requiring controlled atmospheres or complex surface treatments. This approach is distinct from many recent methods involving the deposition of nanoparticles and 2D materials, which often fail under humid conditions. Gr‐NDs leverage their intrinsic core–shell nanostructure to promote the in operando formation of a peculiar graphitic transfer layer (TL), directly enhancing interfacial lubrication. High‐resolution transmission electron microscopy and Raman spectroscopy confirm that these nanostructures are effectively retained within the TL, ensuring superior wear resistance and friction reduction. Furthermore, spectroscopic analysis reveals that moderate tribochemical oxidation stabilizes the TL, extending its durability under realistic operating conditions. This work establishes Gr‐NDs as a disruptive functional additive for H‐DLC coatings, offering a robust, scalable, and environmentally friendly solution for next‐generation tribological systems in demanding mechanical applications.
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