MoS_2-Al复合薄膜高温摩擦学性能研究

作     者：杨保平 高斌基 张斌 强力 高凯雄 张俊彦 YANG Bao-ping;GAO Bin-ji;ZHANG Bin;QIANG Li;GAO Kai-xiong;ZHANG Jun-yan

作者机构：兰州理工大学石油化工学院兰州730050 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2018年第47卷第3期

页      面：140-147页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51205383) 甘肃省自然科学基金(1501RJZA012) 中国科学院“青年促进会”(2017459) 中国科学院“西部之光” 

主　　题：MoS2-A1复合薄膜 高温 摩擦磨损 润滑 

摘      要：目的提升MoS_2薄膜在高温环境下的润滑性能。方法应用非平衡磁控溅射技术共溅射MoS_2靶和Al靶沉积MoS_2-Al复合薄膜。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、纳米压入仪和CSM牌高温摩擦磨损试验机,评价MoS_2-Al复合薄膜表面及断面形貌、微观结构、机械性能和高温环境下的摩擦学性能,并通过奥斯巴林显微镜观察磨痕及磨斑形貌。结果温度超过400℃时,Al含量(原子数分数)为18.3%的MoS_2-Al复合薄膜表现出了优异的高温润滑性能,摩擦初始阶段的摩擦系数保持在0.07左右,平均摩擦系数低至0.172,比纯MoS_2薄膜的摩擦系数降低了64%,摩擦曲线十分稳定。结论当薄膜中Al的添加量为18.3%时,Al的引入在不破坏MoS_2结构时起到了自身优先氧化的作用,从而保护了MoS_2结构不被破坏,使MoS_2-Al复合薄膜在高温环境下的润滑能力得到了显著提升。