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MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜结构设计及其宽温域摩擦性能研究 被引量：2
1
作者 高臻荣 候果源 任思明 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期80-89,170,共11页
目的探究环境温度对MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜摩擦磨损性能的影响,探讨并揭示薄膜在高温环境下的损伤机理。方法采用非平衡磁控溅射技术制备MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜,评价Ti、WC双功能组元以及纳米多层结构设计对薄膜表面形貌和微观... 目的探究环境温度对MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜摩擦磨损性能的影响,探讨并揭示薄膜在高温环境下的损伤机理。方法采用非平衡磁控溅射技术制备MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜,评价Ti、WC双功能组元以及纳米多层结构设计对薄膜表面形貌和微观结构的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、扫描探针显微镜(SPM)等表征手段对薄膜的晶体结构、表截面形貌以及表面粗糙度进行分析,利用原位纳米压痕仪对薄膜的力学性能进行评估,利用高温摩擦磨损试验机评价薄膜在不同温度环境(25~300℃)下的摩擦磨损性能,进一步通过激光共聚焦对磨痕和磨斑进行光学形貌分析,并利用能谱仪(EDS)和共聚焦显微拉曼光谱(Micro-Raman)对钢配副表面的摩擦转移膜进行成分分析。最终揭示MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在不同温度下的磨损机理。结果MoS_(2)/Ti-WC纳米多层的结构设计可以诱导MoS_(2)(002)晶面的择优生长,获得表面平整光滑、结构致密的薄膜。相比于MoS_(2)/Ti薄膜,WC纳米层的引入,赋予薄膜更高的硬度和硬/弹比。MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在潮湿空气中的平均摩擦因数为0.07,平均磨损率为6.14×10^(-7)mm^(3)/(N·m)。结论MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在宽温域(100~300℃)内保持稳定的摩擦性能,这得益于薄膜纳米多层的结构设计、高的硬/弹比以及优异的抗氧化性能,同时在钢配副表面形成了连续且致密的转移膜。 展开更多
关键词 磁控溅射 MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜 环境适应性 高温润滑性能 摩擦磨损
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盐雾环境下MoS_(2)/WB_(2)超晶格薄膜的摩擦学性能及耐腐蚀性
2
作者 高臻荣 李金龙 任思明 《中国表面工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期311-323,共13页
二硫化钼(MoS_(2))薄膜因其独特的结构特征,层间易滑移,作为固体润滑剂在航空航天、核能、机械电子等领域已得到广泛应用。然而,MoS_(2)对环服役境极其敏感,易在大气、高温等条件下发生氧化,导致其摩擦学性能下降,寿命大幅缩短。为了提... 二硫化钼(MoS_(2))薄膜因其独特的结构特征,层间易滑移,作为固体润滑剂在航空航天、核能、机械电子等领域已得到广泛应用。然而,MoS_(2)对环服役境极其敏感,易在大气、高温等条件下发生氧化,导致其摩擦学性能下降,寿命大幅缩短。为了提高并改善MoS_(2)薄膜的环境适应性,采用非平衡磁控溅射技术成功制备MoS_(2)/WB_(2)纳米复合和超晶格结构薄膜。研究发现,WB_(2)的引入可以促使MoS_(2)沿(002)晶面择优生长,获得的薄膜表面光滑、结构致密;相比于复合结构,MoS_(2)/WB_(2)超晶格薄膜具有更高的硬度(~7.9GPa)和硬/弹比(0.097)。得益于MoS_(2)(002)晶面沿基底方向的平行排布和纳米多层界面的构筑,MoS_(2)/WB_(2)超晶格薄膜展现出优异的中性盐雾耐腐蚀性能;特别地,超晶格薄膜在盐雾腐蚀试验前后均保持较低的摩擦因数和磨损率,而复合薄膜经历盐雾腐蚀后摩擦性能大幅衰减。这与超晶格薄膜高的硬/弹比和优异的耐腐蚀性能密切相关,有助于对偶球表面形成连续且致密的摩擦转移膜。 展开更多
关键词 MoS_(2)/WB_(2)超晶格薄膜 盐雾环境 耐腐蚀性能 摩擦学性能
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