磁控濺射MoS-,2--WS-,2-復(fù)合薄膜的制備及其摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，很多潤滑環(huán)境下的潤滑已經(jīng)超過了一般流體潤滑材料的極限，為解決高負(fù)荷、高真空、超低溫、強輻射和強腐蝕等特殊工況下的潤滑，固體潤滑材料正受到越來越多的重視。MoS2薄膜和WS2薄膜作為固體潤滑劑，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于真空環(huán)境中，但是在大氣環(huán)境下，特別是潮濕的環(huán)境中，薄膜的潤滑性能會降低。研究表明納米復(fù)合薄膜在大氣環(huán)境中相對于單一薄膜具有更好的摩擦學(xué)性能。為了改善單一薄膜在大氣中的摩擦學(xué)性能，本文采用磁控濺射MoS2/WS2復(fù)合

2、靶和共濺射純MoS2靶和純WS2靶制備MoS2/WS2復(fù)合薄膜，研究了不同的工藝參數(shù)對復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)和摩擦磨損性能的影響，并對復(fù)合薄膜和純MoS2薄膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了對比。主要研究內(nèi)容如下： 采用MoS2和WS2雙靶共濺射的方法制備了MoS2/WS2納米復(fù)合薄膜，使用X—射線衍射儀(XRD)，能譜儀(EDS)，掃描電子顯微鏡(SEM)對薄膜的成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。采用HH-3000薄膜結(jié)合強度劃痕試驗儀，納米壓痕測試系統(tǒng)，UM

3、T-2摩擦磨損試驗機對薄膜進(jìn)行機械性能和摩擦磨損性能分析。結(jié)果表明，MoS2/WS2復(fù)合薄膜為納米級復(fù)合膜，膜的表面是由尺寸為50nm～100nm的顆粒組成，但是顆粒要比純MoS2薄膜要小(大于200nm)，因此復(fù)合薄膜要比單一薄膜更致密。在大氣環(huán)境中，MoS2/WS2復(fù)合薄膜摩擦學(xué)性能要優(yōu)于純MoS2薄膜。 在不同的實驗載荷下測試了薄膜的摩擦性能，結(jié)果表明：實驗載荷越大，薄膜的摩擦系數(shù)越低，摩擦穩(wěn)定性隨著載荷的增加變化不大。比

4、較了MoS2/WS2復(fù)合薄膜和純MoS2薄膜在大氣環(huán)境中的摩擦學(xué)性能，在大氣環(huán)境中，MoS2/WS2復(fù)合薄膜摩擦學(xué)性能要優(yōu)于純MoS2薄膜。 采用磁控濺射MoS2/WS2復(fù)合靶材濺射制備了MoS2/WS2納米復(fù)合薄膜，通過形貌分析和性能檢測，結(jié)果表明：濺射的MoS2/WS2復(fù)合薄膜的最佳工藝參數(shù)為：濺射氣壓4.0Pa，濺射功率為150W。所制備的MoS2/WS2復(fù)合薄膜的表面形貌與純MoS2薄膜相似，但是顆粒比純MoS2薄膜要小