磁控濺射制備MoS2基復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、為了提高M(jìn)oS2薄膜在室溫潮濕大氣條件下的摩擦磨損性能，本文采用磁控濺射方法制備了MoS2-Ti-WS2、MoS2-Ti-C和MoS2-TiN復(fù)合薄膜，作為比較在相同實(shí)驗(yàn)條件下制備了純MoS2和MoS2-Ti薄膜。采用能譜儀（EDS）、X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）等對(duì)薄膜的成分、結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征，采用納米壓痕儀、UMT-2多功能微摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等測(cè)試薄膜與基體的結(jié)合力、納米壓痕硬度以及摩擦系數(shù)，并觀察薄膜的磨損形貌

2、，評(píng)價(jià)薄膜在室溫潮濕大氣條件下的摩擦磨損性能。
　　在濺射氣壓0.3 Pa條件下，采用磁控共濺射方法制備了MoS2-Ti-WS2復(fù)合薄膜，對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征并測(cè)試其性能。研究結(jié)果表明：MoS2-Ti薄膜和MoS2-Ti-WS2復(fù)合薄膜均未出現(xiàn)（100）晶面衍射峰，結(jié)構(gòu)致密，表面沒(méi)有空洞，呈現(xiàn)納米晶粒聚集的島狀結(jié)構(gòu)，未觀察到純MoS2薄膜的蠕蟲(chóng)狀疏松結(jié)構(gòu)。與純MoS2和MoS2-Ti薄膜相比，MoS2-Ti-WS2復(fù)合薄膜具有更高

3、的納米壓痕硬度，更長(zhǎng)的穩(wěn)態(tài)摩擦?xí)r間，更低的摩擦系數(shù)，且摩擦系數(shù)波動(dòng)范圍更小。對(duì)薄膜的表面磨損形貌進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)MoS2-Ti-WS2復(fù)合薄膜的磨痕深度和寬度小，磨損率更低，復(fù)合薄膜的耐磨性能明顯改善。
　　在濺射氣壓1 Pa條件下，采用反應(yīng)磁控濺射方法分別制備了MoS2-Ti-C和MoS2-TiN復(fù)合薄膜，對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征并測(cè)試其性能。研究結(jié)果表明：純 MoS2薄膜（100）晶面擇優(yōu)取向，為典型的第一類(lèi)疏松多孔柱狀晶結(jié)構(gòu)薄膜；M

4、oS2-Ti薄膜具有(002)、(100)混合晶面取向，薄膜中存在疏松結(jié)構(gòu)；而MoS2-Ti-C和MoS2-TiN復(fù)合薄膜（002）晶面擇優(yōu)取向，屬于第二類(lèi)薄膜，薄膜結(jié)構(gòu)致密，未發(fā)現(xiàn)疏松結(jié)構(gòu)，與基體的結(jié)合力及納米壓痕硬度明顯提高。在摩擦過(guò)程中，純 MoS2、MoS2-Ti薄膜的摩擦系數(shù)波動(dòng)大，摩擦系數(shù)較高，分別約為0.35和0.22；而MoS2-Ti-C和MoS2-TiN復(fù)合薄膜的摩擦系數(shù)穩(wěn)定，約為0.1。與純MoS2和MoS2-Ti薄