【摘 要】
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MoS2薄膜在真空中具有较低的摩擦系数,适用于高低温、高真空、强辐射等特殊工况且对环境无污染,被誉为"固体润滑之王".但其在潮湿的大气环境中容易与水和氧气发生反应,形成硬质MoO3颗粒和腐蚀性的H2SO3从而导致摩擦系数增大.本文采用离子源辅助磁控溅射技术在GCrl5基体上沉积不同Zr含量的MoS2-Zr复合薄膜,通过SEM分析薄膜的表面及截面形貌;EDS检测薄膜的成分;显微维氏硬度计测试薄膜的硬
【机 构】
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华南理工大学材料科学与工程学院,广州510640;广东省新材料研究所,现代材料表面工程技术国家工程实验室,广东省现代表面工程技术重点实验室,广州510651
【出 处】
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珠三角光电产业与真空科技创新论坛暨2016年广东省真空学会学术年会
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MoS2薄膜在真空中具有较低的摩擦系数,适用于高低温、高真空、强辐射等特殊工况且对环境无污染,被誉为"固体润滑之王".但其在潮湿的大气环境中容易与水和氧气发生反应,形成硬质MoO3颗粒和腐蚀性的H2SO3从而导致摩擦系数增大.本文采用离子源辅助磁控溅射技术在GCrl5基体上沉积不同Zr含量的MoS2-Zr复合薄膜,通过SEM分析薄膜的表面及截面形貌;EDS检测薄膜的成分;显微维氏硬度计测试薄膜的硬度;Rockwell-C硬度计测试薄膜的结合力;球-盘式旋转摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦磨损性能.结果表明:MoS2-Zr复合薄膜的致密程度和硬度随着Zr含量的增加而增大,其硬度值在HV300~500范围,约为纯MoS2的5~8倍.复合薄膜与基体的结合力先随着Zr含量的增加而增强,但当Zr含量过高时,结合力下降.含Zr量为15at.%的MoS2-Zr复合薄膜具有最好的摩擦学性能,其平均摩擦系数为0.09,磨损率为9.33×10-7mm3.N-1.m-1,耐磨寿命达5.25×105r.Zr的掺杂,改善了纯MoS2薄膜的疏松结构,提高了MoS2薄膜的硬度和结合力,适量的Zr掺杂可以获得较低的摩擦系数和较长的耐磨寿命.
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