• DLC
• Graphene flakes
• Nanodiamonds
• Raman spectroscopy
• Tribometer

Tribological study of the combination of Diamond-Like Carbon (DLC) coatings, graphene flakes and diamond nanoparticles. This thesis work aim is to verify and understand the ultra-low friction regime that may arise when these materials are used to optimise DLC performances.

The macroscale friction behaviour has been measured by a standard ball-on-disc test, under different environmental conditions (dry atmosphere vs humid air). Ultra-low friction coefficient (CoF < 0.05) has been achieved in dry conditions using a steel 100Cr6 counterpart.

It is believed that the interplay between graphene flakes and diamond nanoparticles under sliding contact leads to the formation of Carbon nanoscrolls, which promotes an extremely low friction regime if compared with the effect of every single component.

Raman spectroscopy has been employed to determine the conditions at which nanoscrolls originate, which critically relies on the ambient humidity and the chemical interaction of contacting materials.

Studio tribologico della combinazione di rivestimenti DLC (Diamond-Like Carbon), fiocchi di grafene e nanoparticelle di diamante. L'obiettivo di questo lavoro di tesi è verificare e comprendere il regime di attrito ultra-basso che può verificarsi quando questi materiali vengono utilizzati per ottimizzare le prestazioni del DLC. Il coefficiente di attrito macroscopico è stato misurato mediante un test ball-on-disk standard, in diverse condizioni ambientali (atmosfera secca vs aria umida). Il coefficiente di attrito ultra-basso (CoF < 0,05) è stato ottenuto in condizioni di ridotta umidità utilizzando una controparte in acciaio 100Cr6. Si ritiene che l'interazione tra fiocchi di grafene e nanoparticelle di diamante a contatto strisciante porti alla formazione di nanoscroll di carbonio, che promuovono un regime di attrito estremamente basso rispetto al singolo effetto di ogni componente. La spettroscopia Raman è stata impiegata per determinare le condizioni in cui hanno origine i nanoscroll, considerando in modo critico l'umidità ambientale e l'interazione chimica dei materiali a contatto.