磁控濺射WS-,2--Ag納米復(fù)合薄膜的環(huán)境摩擦磨損.pdf

1、固體潤(rùn)滑劑WS2具有較低的摩擦系數(shù)和較好的耐磨性，但純WS2薄膜在潮濕和富氧氣氛中摩擦學(xué)性能較差。為了進(jìn)一步改善其摩擦學(xué)性能，本文采用磁控濺射WS2-Ag復(fù)合靶和共濺射純WS2靶和Ag靶制備WS2-Ag納米復(fù)合薄膜，研究了不同Ag含量和不同工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合薄膜的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和摩擦磨損性能的影響，及不同摩擦試驗(yàn)條件對(duì)薄膜摩擦學(xué)性能的影響。 采用磁控濺射WS2-Ag復(fù)合靶制備WS2-Ag納米復(fù)合薄膜，通過(guò)X射線(xiàn)衍射儀(XRD)、掃描電子顯

2、微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、原子力顯微鏡(AFM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)表征了薄膜的結(jié)構(gòu)和形貌，利用臺(tái)階儀測(cè)量薄膜的厚度，涂層附著力自動(dòng)劃痕儀(WS-2003)測(cè)試薄膜與基體的結(jié)合力，球—盤(pán)式可控氣氛微型摩擦磨損試驗(yàn)儀(WTM-1E)測(cè)試薄膜的摩擦系數(shù)和磨損率，并用掃描電鏡觀(guān)測(cè)薄膜磨損后的表面形貌。WS2和Ag以非晶態(tài)存在于復(fù)合薄膜中，WS2-Ag4.3％納米復(fù)合薄膜具有最致密的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，最低的摩擦系數(shù)和最小的磨損率

3、，加入Ag后明顯增強(qiáng)了薄膜的環(huán)境穩(wěn)定性。 采用WS2-Ag7.5％復(fù)合靶以不同工藝參數(shù)磁控濺射沉積了WS2-Ag納米復(fù)合薄膜，通過(guò)SEM、附著力自動(dòng)劃痕儀、球—盤(pán)式摩擦磨損試驗(yàn)儀研究不同工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合薄膜組織結(jié)構(gòu)和摩擦學(xué)性能的影響。工作壓力越大，薄膜結(jié)構(gòu)越疏松；基體負(fù)偏壓越大，基體溫度越高，薄膜與基體的結(jié)合力越大。 在不同的摩擦試驗(yàn)條件下測(cè)試了純WS2薄膜和WS2-Ag納米復(fù)合薄膜的摩擦磨損性能，試驗(yàn)載荷越大，薄膜的摩擦

4、系數(shù)越低，但磨損率增大；轉(zhuǎn)速越大，薄膜的摩擦系數(shù)越低；在真空中與空氣中相比，薄膜具有更低和更穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和更小的磨損率。 采用純WS2靶和Ag靶共濺射制備不同Ag含量的WS2-Ag納米復(fù)合薄膜，通過(guò)XRD、SEM、HRTEM、EDS觀(guān)測(cè)薄膜及磨痕的結(jié)構(gòu)和形貌，利用納米壓痕儀測(cè)試薄膜的力學(xué)性能，涂層附著力自動(dòng)劃痕儀測(cè)試薄膜與基體的結(jié)合力，球—盤(pán)式摩擦磨損試驗(yàn)儀測(cè)試薄膜的摩擦磨損性能。在復(fù)合薄膜中，晶態(tài)的Ag顆粒分布在非晶態(tài)的WS