【摘要】：MoS_2固體潤滑薄膜在高濕環(huán)境中應(yīng)用或者在濕熱大氣環(huán)境中長期存儲(chǔ)后,由于發(fā)生嚴(yán)重的氧化導(dǎo)致其摩擦學(xué)性能大幅劣化,表現(xiàn)出較高的摩擦系數(shù)和較短的使用壽命。為了增強(qiáng)MoS_2基薄膜耐腐蝕性能,改善薄膜在濕熱環(huán)境下的抗氧化能力和在高濕環(huán)境中的摩擦學(xué)行為,本研究通過非平衡閉合場磁控濺射技術(shù)制備了MoS_2/Pb-Ti復(fù)合薄膜和MoS_2/Pb-Ti納米多層薄膜。為了解薄膜的微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、電化學(xué)腐蝕行為、耐鹽霧腐蝕能力、機(jī)械性能和摩擦學(xué)性能,分別采用了X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、X射線光電子能譜、高分辨透射電子顯微鏡、極化曲線、電化學(xué)阻抗譜、鹽霧試驗(yàn)箱、納米壓痕儀和球盤摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)等實(shí)驗(yàn)儀器和方法來進(jìn)行測試。微觀形貌結(jié)果表明,MoS_2/Pb-Ti復(fù)合和納米多層薄膜微觀結(jié)構(gòu)明顯更加致密均勻、缺陷很少。電化學(xué)阻抗譜和鹽霧試驗(yàn)的結(jié)果表明,由于復(fù)合和納米多層薄膜結(jié)構(gòu)致密,明顯降低了薄膜的孔隙率、減少了水汽和其它腐蝕性介質(zhì)侵入的可能性,使得這兩種薄膜的耐蝕性能和抗氧化性能明顯改善。與純MoS_2薄膜相比,復(fù)合和納米多層薄膜分別由于Pb/Ti金屬元素的摻入和納米多層結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,使得它們的機(jī)械性能和抗氧化性能大幅增加,摩擦學(xué)性能明顯改善。此外,MoS_2/Pb-Ti納米多層薄膜中大量存在的異質(zhì)界面也對薄膜孔洞和缺陷的產(chǎn)生起到阻礙的作用、有效提高了薄膜致密度、耐蝕性能和抗氧化性能。為真實(shí)了解MoS_2基薄膜在具有高溫、高濕、高鹽霧等特點(diǎn)的南海海洋大氣環(huán)境條件下長期存儲(chǔ)后,對其在大氣和真空條件下的摩擦學(xué)性能產(chǎn)生的影響,本文首次將MoS_2基薄膜放置在位于位于中國南海海域、西沙群島東部永興島上的南海海洋大氣試驗(yàn)基地,進(jìn)行為期長達(dá)6個(gè)月的暴曬實(shí)驗(yàn),并研究了MoS_2納米多層復(fù)合薄膜與純MoS_2薄膜在經(jīng)歷了苛刻的南海海洋大氣環(huán)境條件下長期存儲(chǔ)后薄膜成分、摩擦學(xué)性能的衍化行為。結(jié)果表明,與純MoS_2薄膜相比,MoS_2/Pb-Ti納米多層薄膜由于Pb/Ti金屬元素的摻入和納米多層結(jié)構(gòu)的構(gòu)建而具有更好的抗?jié)駸嵫趸阅?其成分發(fā)生氧化的程度較低,摩擦學(xué)性能幾乎未受到南海儲(chǔ)存環(huán)境的影響,依然表現(xiàn)出較低的摩擦系數(shù)和磨損率;借助多種分析手段發(fā)現(xiàn)其抗氧化性能和摩擦學(xué)性能的大幅提高來源于薄膜中大量的異質(zhì)界面對其晶面結(jié)構(gòu)、薄膜致密性的改善及機(jī)械性能的增加,以及Pb/Ti金屬復(fù)合相對MoS_2氧化的抑制作用。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.2
【圖文】：

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文同時(shí)也明顯了降低摩擦界面之間的摩擦阻力及磨損量。在實(shí)際的摩擦實(shí)驗(yàn)中，在S2薄膜與摩擦配副經(jīng)過一段時(shí)間的磨合，達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)后，會(huì)形成一層較為穩(wěn)定移膜，位于薄膜與摩擦配副間的摩擦界面，該轉(zhuǎn)移膜一般附著在摩擦配副上，且主分為 MoS2，這就使得 MoS2薄膜與摩擦副兩種材料之間的直接接觸摩擦轉(zhuǎn)化為S2薄膜與 MoS2轉(zhuǎn)移膜之間或轉(zhuǎn)移膜內(nèi)部 MoS2層間的摩擦，從而有效地降低摩擦系磨損率。

體潤滑薄膜的制備與測試表征介紹通過非平衡磁控濺射沉積系統(tǒng)制備 MoS2基固體潤滑薄膜的用 XRD,SEM,EDS,XPS,TEM,FIB，原子力顯微鏡，電化學(xué)工擦試驗(yàn)機(jī)，三維輪廓儀等對薄膜的微觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)、電化學(xué)測試和分析。備MoS2基固體潤滑薄膜的制備采用的是米巴精密零部件有限公司g CF-800 氣相沉積系統(tǒng)，其技術(shù)特點(diǎn)如下：閉合非平衡磁控濺、鍍膜空間：φ900mm×800mm、沉積溫度：140-400℃、裝爐質(zhì)量：h；該設(shè)備外部照片如圖 2.1 所示，該氣相沉積系統(tǒng)包含四個(gè) Mo個(gè) Pb 靶（采用的所有靶材的純度不低于 99.9%）。

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本文編號(hào)：2716026