【摘 要】
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作为传统的润滑材料MoS2在真空润滑领域已经获得了广泛的应用.但是在地面环境中,其对湿度的敏感性极大的限制了它的使用范围和服役寿命.对此现象一种流行的观点是潮湿环境中MoS2容易氧化成摩擦性能较差的MoO3,导致其摩擦磨损性能大幅下降,失效加快.本文通过磁控溅射技术制备了一批MoS2薄膜,对其表面、断面分别用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行了观测,发现薄膜表面十分光滑,膜层致密,表面
【机 构】
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中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室 甘肃兰州 730000;中国科学院大学, 北京 100039
【出 处】
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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议
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作为传统的润滑材料MoS2在真空润滑领域已经获得了广泛的应用.但是在地面环境中,其对湿度的敏感性极大的限制了它的使用范围和服役寿命.对此现象一种流行的观点是潮湿环境中MoS2容易氧化成摩擦性能较差的MoO3,导致其摩擦磨损性能大幅下降,失效加快.本文通过磁控溅射技术制备了一批MoS2薄膜,对其表面、断面分别用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行了观测,发现薄膜表面十分光滑,膜层致密,表面粗糙度在1.64nm左右.通过X射线衍射(XRD)对其结构进行了表征,确认了该薄膜属于(002)择优取向,另外存在一较弱的非晶衍射峰.为了探索MoS2在潮湿空气中的失效机理,在氮气、氧气和空气中测试了MoS2薄膜在相对湿度(RH)为10％、30％、50％和70％下的摩擦行为.研究发现在这三种气氛下,10％RH时摩擦系数相近,随着湿度的增加,摩擦系数相应增加,但增加程度不同,氮气下最小,空气下其次,氧气下最大.此外,对其磨损率进行分析时发现,在10％RH到50％RH范围中,湿度增加,磨损率增加,进一步增加湿度到70％RH,磨损率均下降.传统理论并不能很好的解释上述现象.水分子在低湿度下吸附在物体表面时羟基基团数量较多,随着湿度的增大,表面羟基基团数量减少,根据水分子在不同湿度下的吸附行为差异,提出了一个缺陷与水分子相互作用的模型来解释上述的现象.
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