硫系固體潤滑膜層材料空間摩擦學性能研究.pdf

1、本文通過納米復合電刷鍍技術(shù)、低溫離子滲硫技術(shù)以及磁控濺射技術(shù)分別制備了Ni-MoS2/C、FeS以及Mo/MoS2三種固體潤滑膜層材料,旨在研究三種硫系固體潤滑膜層材料的空間摩擦學性能。分別使用掃描電子顯微鏡、X射線應力測定儀、XPS光電子能譜、檢測了三種薄膜材料的表面形貌、組織成分、力學性能以及相結(jié)構(gòu),采用透射電子顯微鏡分析了納米石墨顆粒在Ni-MoS2/C涂層材料中的彌散分布情況,選用納米壓痕儀對Mo/MoS2薄膜材料的力學性能進行

2、了分析,并采用掃描電子顯微鏡分別分析了三種不同材料的磨痕形貌。
　　結(jié)果表明:(1)Ni-MoS2/C復合鍍層的鍍層表面平整,組織均勻且晶粒細小,鍍層與基體結(jié)合良好且該復合鍍層摩擦學性能優(yōu)異。添加的納米石墨顆粒提高了Ni-MoS2薄膜抗潮性,在相對濕度100％的氣氛中儲藏后Ni-MoS2/C復合薄膜依舊保持了較好的摩擦學性能。納米石墨顆粒改善了鍍層的韌性,相對純Ni-MoS2薄膜摩擦溫和、磨損量降低。原子氧對電刷鍍Ni-MoS2/

3、C復合鍍層的氧化腐蝕作用明顯。輻照5h后材料表面出現(xiàn)明顯的氧化膜,表面的氧化膜使得材料摩擦因數(shù)在摩擦實驗初期階段有所降低但潤滑薄膜部分氧化以及整體結(jié)構(gòu)的破壞導致其減磨壽命明顯降低。
　　(2)通過低溫離子滲硫技術(shù)成功的在GCr15基體上制備了厚約7μm的FeS滲硫?qū)?滲硫?qū)颖砻媸杷刹殡S有少量孔隙。高真空條件下FeS滲硫?qū)颖憩F(xiàn)出較低的摩擦系數(shù),摩擦曲線呈現(xiàn)出典型的“啟動-跑合-穩(wěn)定”三個階段,滲硫?qū)訑?shù)微米的厚度決定了其在干摩擦條件

4、下減磨耐磨壽命相對較短。經(jīng)原子氧輻照數(shù)小時后薄膜氧含量明顯升高,表面氧化膜的形成在一定時間內(nèi)降低了薄膜的摩擦系數(shù),原子氧輻照后微量氧化產(chǎn)物的出現(xiàn)使薄膜的摩擦系數(shù)出現(xiàn)了局部波動。
　　(3)采用“磁控濺射單質(zhì)鉬膜+輔助低溫離子滲硫”技術(shù)成功的在GCr15基體上制備了Mo/MoS2復合固體潤滑薄膜材料。磁控濺射單質(zhì)鉬膜在真空條件下并不具備減磨作用,經(jīng)低溫離子滲流處理后得到的Mo/MoS2在高真空環(huán)境下表現(xiàn)出了優(yōu)異的摩擦學性能。空間原子