磁控溅射W-T-iN/MoS_2薄膜及其摩擦学性能研究

采用W靶、Ti靶及MoS2靶,先制备W-T-iN薄膜,然后再在其上面沉积MoS2纳米薄膜得到W-T-iN/MoS2纳米双层薄膜,通过多次实验得到溅射W-T-iN/MoS2薄膜的最佳工艺如下:溅射气压1.0 Pa,靶基距为100 mm,溅射功率为:W靶,Ti靶均为200W,MoS2靶为150 W;制备W-T-iN薄膜溅射时间为1 h,样品台加热600℃;制备MoS2纳米层时间为0.5 h。使用X射线衍射仪,扫描电子显微镜对薄膜的成分和结构进行分析。采用纳米压痕测试系统测试薄膜的纳米硬度和弹性模量,采用VEECOWYKONT1100非接触光学表面轮廓仪测试薄膜的表面及磨痕粗糙度;UMT-3摩擦磨损试验机在大气、室温、无润滑条件下对薄膜摩擦磨损性能分析,结果表明:在大气环境中,W-T-iN/MoS2薄膜摩擦性能要优于纯W-T-iN薄膜。     

磁控溅射MoS2/W复合薄膜的微结构与摩擦学性能研究

采用磁控溅射法,用纯MoS2/W双靶在模具钢Cr12和硅基片上溅射MoS2/W复合纳米薄膜,通过X射线衍射仪、能谱仪、扫描电子显微镜对薄膜的成分和结构进行分析.采用UMT-2型微摩擦磨损试验机在大气(相对湿度30％～ 45％)和室温(20～25℃)环境下评价薄膜的摩擦磨损性能.结果表明:MoS2/W复合薄膜组织致密,主要生长晶向为(002)晶向,摩擦因数低,摩擦学性能优于纯MoS2膜,且耐磨寿命高、摩擦稳定性好、承载能力大.     

磁控反应溅射MoS2/Ti/C复合薄膜的组织结构及摩擦磨损性能

为了提高MoS2薄膜在室温潮湿大气条件下的摩擦磨损性能,通过磁控反应溅射制备了MoS2/Ti/C复合薄膜.采用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对薄膜的成分、相组成和形貌进行表征,采用纳米压痕仪测试薄膜的结合力、纳米压痕硬度,采用多功能微摩擦磨损试验机测试薄膜的摩擦系数,并采用...     

磁控溅射MoS2＋Sb2O3防冷焊薄膜性能研究

MoS2溅射膜具有在潮湿大气中容易发生氧化而失去润滑作用的缺点.为了解决这个问题,将Sb2O3添加于MoS2中,用磁控溅射法制备了MoS2+Sb2O3薄膜,并利用球-盘式磨损试验机考察了它对薄膜摩擦特性的影响.通过XRD、XPS、AFM对MoS2+Sb2O3薄膜的微观结构和形貌及其化学状态进行了分析.实验结果表明薄膜的微观结构致密、晶粒小、分布均匀,有良好的润滑性、防冷焊性,特别适用于卫星活动部件的固体润滑.     

纳米SiC浓度对Ni/纳米MoS_2基复合镀层结构和耐磨性能的影响

采用双脉冲复合电镀技术,在瓦特型镀液中,制备含纳米SiC的Ni/MoS2基复合镀层。研究纳米SiC浓度对复合镀层微观形貌、组织结构、显微硬度和摩擦性能的影响。结果表明:镀液中添加纳米SiC后,Ni/MoS2复合镀层的微观形貌产生明显的变化,随镀液中SiC浓度的增加,复合镀层表面致密度提高;镀液中纳米SiC浓度在1.0~1.5g/L时,组织由Ni+MoS2+SiC组成;纳米SiC为1.5g/L时,显微硬度达到最大,为505HV,摩擦因数为0.28,分别为纯Ni/MoS2的1.6倍和1/2。复合镀层的磨损机制以磨料磨损为主。     

等离子喷涂MoS2/Cu基复合涂层真空摩擦磨损性能

以MoS2/Cu复合粉体为原料,采用等离子喷涂技术在2A12铝合金基体上制备MoS2/Cu基复合涂层。运用扫描电镜、能谱、X射线衍射、拉曼光谱等手段对涂层显微结构、磨损表面进行表征,并利用GTM-3E球盘式真空摩擦磨损仪探讨真空环境下MoS2/Cu基复合涂层的摩擦行为。结果表明:MoS2颗粒均匀分布于涂层中;涂层结构比较致密且与铝基体结合牢固;XRD分析表明复合涂层物相组成主要为Cu,MoS2相及Cu2O相。实验条件下复合涂层表现出优异的真空减摩效果,涂层的真空摩擦因数在0.05～0.15之间。真空磨损过程中,MoS2自润滑膜层的形成是涂层低摩擦因数的主要原因;真空磨损机理主要表现为疲劳磨损和脆性断裂。     

磁控溅射MoS2/Sb2O3复合膜的润滑失效分析

磁控溅射法制备了MoS2 /Sb2 O3 固体润滑复合膜 ,用CSEM摩擦试验机、CSEM纳米划痕仪和PHI- 5 70 2XPS/AES多功能电子能谱仪 ,考察了其摩擦磨损性能、抗损伤性能和抗氧化性能 ,侧重分析了薄膜失效的原因 ,探讨了该固体润滑复合膜润滑失效的微观机理     

MoS_2改性碳布湿式摩擦材料的摩擦学性能

基于碳布优异的耐热性能、摩擦磨损性能和纳米MoS2的自润滑特性,采用纳米MoS2改性处理碳布摩擦材料以适用于高载荷、高转速或润滑不充分等特殊的工况条件。通过在树脂浸渍液中加入不同质量分数的纳米MoS2对摩擦材料进行改性处理。采用扫描电子显微镜、光学显微镜和湿式摩擦实验机等对材料的表面形貌以及摩擦磨损性能进行分析。实验结果表明,纳米MoS2的加入有利于提高材料的致密性,改善表面粗糙度;当MoS2含量小于5%时,样品的动摩擦系数变化较小,约为2.6%,但当MoS2含量为8%时,动摩擦系数降幅较大,达到14.2%;纳米MoS2的加入有效减少磨损过程中纤维的拔出与断裂,大幅度降低磨损率。     

MoS2/Ti复合膜的摩擦磨损研究

采用直流磁控溅射方法在SKD-11钢的表面沉积一层MoS2/Ti复合膜,选择沉积厚度为1 μm和2 μm的复合膜进行摩擦磨损实验,结果表明,MoS2/Ti复合膜为纳米复合膜,能大大降低钢表面的摩擦系数,改善钢的摩擦性能.适当增加膜的厚度,有利于提高钢的抗磨损性能.     

掺杂Sb_2O_3/Au对MoS_2溅射膜抗氧化性能的影响

利用 X射线光电子能谱仪 (XPS)对 MoS2溅射膜掺杂 Sb2O3/Au的抗氧化性能进行了研究。结果表明, Sb2O3/Au使得 MoS2溅射膜的结构变得更为致密。同时还改变了 MoSx的化学计量配比,增强了 MoS2溅射膜的抗氧化性能。通过掺杂的 MoS2溅射膜的初始氧化以及在潮湿环境中的氧化只发生在膜表面的 2～ 3个分子层,使得内层被保护得相当好。掺杂是解决 MoS2溅射膜氧化问题的一种行之有效的方法。     

Effect of interface on mid-infrared photothermal response of MoS2 thin film grown by pulsed laser deposition

This study reports on the mid-infrared (mid-IR) photothermal response of multilayer MoS2 thin films grown on crystalline (p-type silicon and c-axisoriented single crystal sapphire) and amorphous (Si/SiO2 and Si/SiN) substrates by pulsed laser deposition (PLD).The photothermal response of the MoS2 films is measured as the changes in the resistance of the MoS2 films when irradiated with a mid-IR (7 to 8.2 μm) source.We show that enhancing the temperature coefficient of resistance (TCR) of the MoS2 thin films is possible by controlling the film-substrate interface through a proper choice of substrate and growth conditions.The thin films grown by PLD are characterized using X-ray diffraction,Raman,atomic force microscopy,X-ray photoelectron microscopy,and transmission electron microscopy.The high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) images show that the MoS2 films grow on sapphire substrates in a layer-by-layer manner with misfit dislocations.The layer growth morphology is disrupted when the films are grown on substrates with a diamond cubic structure (e.g.,silicon) because of twin growth formation.The growth morphology on amorphous substrates,such as Si/SiO2 or Si/SiN,is very different.The PLD-grown MoS2 films on silicon show higher TCR (-2.9％ K-1 at 296 K),higher mid-IR sensitivity (△R/R =5.2％),and higher responsivity (8.7 V·W-1) compared to both the PLD-grown films on other substrates and the mechanically exfoliated MoS2 flakes transferred to different substrates.     

MoS_2与TiO_2一维纳米复合材料的制备与表征

本文采用气相还原法制备了MoS2包覆TiO2的一维纳米复合材料,首先用水热法制备TiO2纳米管,并制备前驱体(NH42)MoS4;用浸渍法将(NH4)2MoS4附着于TiO2纳米管表面;然后利用氢气还原前驱体得到MoS2包覆层。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征所得产物的结构及微观形貌。结果表明当还原反应温度较高(≥600℃)时,产物呈烧结状态,而当反应温度为500℃时,可以得到表面均匀包覆MoS2的TiO2纳米管复合材料,其中包覆层MoS2的结晶程度较低。在此基础上,本文提出了该产物的生长模型,并对包覆前后的样品做荧光性能分析。     

氮分压对反应溅射(Ti,Al)N薄膜微结构与力学性能的影响

采用Ti-Al复合靶在不同氮分压下制备了一系列(Ti,Al)N薄膜,用EDS、XRD、TEM和微力学探针表征了薄膜的沉积速率、化学成分、微结构和力学性能.结果表明,氮分压对(Ti,Al)N薄膜影响显著:合适的氮分压可以得到化学计量比的(Ti,Al)N薄膜,薄膜为单相组织,并呈现(111)择优取向,最高硬度和弹性模量分别达到34.4GPa和392GPa;过低的氮分压不但会造成薄膜贫氮,而且薄膜中的Al含量偏低,硬度不高;过高的氮分压下,由于存在"靶中毒"现象,尽管薄膜的成分无明显变化,但会大大降低其沉积速率,并使薄膜形成纳米晶或非晶态结构,薄膜的硬度也较低.     

摩擦表面MoS2润滑膜的显微结构分析

为探讨ＭｏＳ２／Ｎｉ复合材料的自润滑机理，采用薄膜分离技术从摩擦表面提取了ＭｏＳ２润滑膜，在透射电镜下研究其显微结构。结果表明，润滑膜中的ＭｏＳ２具有择优取向，其基础面科行于摩擦表观，形成了助于于润滑作用的织构。     

含钛MoS2合金减摩镀层摩擦学性能研究

应用闭合磁场非平衡磁控溅射离子镀技术,制备了不同Ti含量的MoS2合金减摩镀层,研究了添加元素Ti含量对镀层厚度、硬度、摩擦系数等的影响规律.结果表明MoS2合金减摩镀层的厚度与添加元素Ti溅射靶的输入功率无关,其硬度随Ti含量增加而提高.不同Ti含量的镀层摩擦系数呈现出不同的变化规律.Ball-on-disc 球盘摩...     

溅射功率对射频磁控反应溅射制备的Ag2O薄膜微结构的影响

利用射频磁控溅射技术,通过调节溅射功率(P)在200℃、氧氩比为2∶3条件下在玻璃衬底上制备了一系列氧化银(Ag2O)薄膜。利用X射线衍射谱和扫描电子显微镜重点研究了P对Ag2O薄膜微结构的影响。研究结果表明Ag2O薄膜具有(111)择优取向,这可能归结于(111)面的表面自由能最低。随着P从120 W增大到240 W,Ag2O薄膜(111)方向的平均晶粒尺寸从22.92 nm增大到27.96 nm,薄膜的表面结构呈现了从均匀、致密的表面结构向疏松、多孔洞的表面结构的演变。Ag2O(111)衍射峰的2θ角与标准值偏差(2θshift)随P的增大先减小后增大,(111)衍射峰峰位向2θ增大的方向发生了明显的移动。根据量子尺寸效应,薄膜的应力与晶粒尺寸呈反比关系,因此薄膜的应力随P的增大先减小后增大。P=240 W时薄膜的应力最小。从应力的角度,这基本可以合理解释P=210 W时制备的Ag2O薄膜的结晶质量最好,尽管与实验结果有些差异。     

TiAlSiN-Ti(Mo)N/MoS2复合涂层微观结构及摩擦学性能的研究

采用磁控溅射技术在AISI-304不锈钢上制备了TiAlSiN-Ti(Mo)N/MoS2复合涂层。采用电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、球盘摩擦磨损试验机、表面形貌仪等对涂层的表面形貌、显微组织、硬度和摩擦学性能进行了系统的研究。结果表明TiAlSiN-Ti(Mo)N/MoS2复合涂层的硬度为27.56 GPa,相比于TiAlSiN涂层的硬度(29.1 GPa)有所下降,但是涂层的耐磨性能得到明显提高。在室温至600℃条件下TiAlSiN-Ti(Mo)N/MoS2复合涂层的主要磨损机理为黏着磨损,200和400℃时的磨损率分别为0.0339×10^-3和0.1122×10^-3mm^3/(Nm),相较于TiAlSiN涂层分别降低了38%和57%,600℃时的磨损率接近TiAlSiN涂层。总体来说TiAlSiN-Ti(Mo)N/MoS2复合涂层的性能高于单一的TiAlSiN涂层。     

铝/改性氟塑料复合薄膜的制备

采用射频磁控溅射技术在改性氟塑料表面沉积铝层,制备了金属/氟化高聚物复合薄膜.利用场发射扫描电镜(FESEM)及能量散射谱(EDS)分析仪对沉积的铝层进行了表面形貌的表征和化学组分的分析.初步探讨了溅射功率、气压和时间等不同溅射参数对铝层结构和铝层在氟塑料表面附着情况的影响.结果表明:溅射功率是决定复合薄膜质量的重要因素,功率过低得不到致密的铝层结构,而且铝层容易从氟塑料表面脱离,功率过高则会产生很强的热效应而使复合薄膜弯曲.溅射气压和时间分别影响铝层在氟塑料表面的沉积速率和生长厚度.     

Influence of Deposition Conditions on the Crystal Structure of MoS2 Coating

MoS2 coatings were prepared using an unbalanced bipolar pulsed DC （direct current） magnetron sputtering apparatus under different targets, cathode current densities, power modes and bias voltages. The morphology, structure and growth characteristics of MoS2 coatings were observed and identified respectively by scanning electron microscopy, X-ray diffractometry and mass spectrometry. The results show that MoS2 coatings evolve with the （002） basal plane parallel to the surface by using cold pressed target with lower density, lower cathodic current density, bipolar pulse DC power and minus bias voltage, whereas the coatings deposited under hot pressed target, higher cathodic current density, simple DC power and positive bias voltage have the （002） basal plane perpendicular to the surface. The influence of deposition conditions on the crystal structure of MoS2 coating is implemented by altering its growth rate and the energy of sputtering-deposition particles.