离子源辅助磁控溅射MoS_2-Zr复合薄膜的制备及其性能研究

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• 论文作者：欧文敏 ; 代明江 ; 韦春贝 ; 侯惠君 ; 林松盛 ; 石倩
• 年：2016
• 作者机构：华南理工大学材料科学与工程学院;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;
• 论文关键词：MoS_2-Zr复合薄膜 ; 磁控溅射 ; 硬度 ; 结合力 ; 摩擦系数 ; 磨损寿命
• 会议召开时间：2016-12-02
• 会议录名称：珠三角光电产业与真空科技创新论坛暨广东省真空学会2016年学术年会论文集
• 语种：中文
• 分类号：O484
• 学会代码：ZKXH
• 会议名称：珠三角光电产业与真空科技创新论坛暨广东省真空学会2016年学术年会
• 会议地点：中国广东广州
• 主办单位：广东省振兴科技基金会、广东省真空学会
• 学会名称：广东省真空学会
• 页数：1
• 文件大小：38k
• 原文格式：O
• 会议级别：地方

摘要

MoS_2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MoO_3颗粒和腐蚀性的H_2SO_3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GCr15基体上沉积不同Zr含量的MoS_2-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:MoS_2-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MoS_2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MoSa-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~(-7)mm~3.N~(-1).m~(-1),耐磨寿命达5.25×10~5r。Zr的掺杂,改善了纯MoS_2薄膜的疏松结构,提高了MoS_2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。

引文