沉积功率对Ce-Ti/MoS_(2)复合涂层摩擦磨损性能的影响

作     者：田昌龄 蔡海潮 薛玉君 叶军 李继文 TIAN Chang-ling;CAI Hai-chao;XUE Yu-jun;YE Jun;LI Ji-wen

作者机构：河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南科技大学、河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471003 洛阳LYC轴承有限公司航空精密轴承国家重点实验室河南洛阳471023 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFB3400401) 河南省科技攻关项目(202102210073) 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2023年第52卷第8期

页      码：197-207页

摘      要：目的探究Ce-Ti合金靶功率对MoS_(2)基涂层摩擦学性能的影响,制备干摩擦性能优异的MoS_(2)基复合涂层。方法采用直流与射频双靶非平衡共溅射技术,通过调节Ce-Ti(1∶1)靶功率控制涂层掺杂元素含量。利用原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等多种测试手段,分析合金靶功率对Ce-Ti/MoS_(2)涂层微观组织、力学性能及摩擦学性能的影响。结果随着掺杂金属功率提升,MoS_(2)基涂层由明显的晶体结构变为类似非晶结构;表面由纯MoS_(2)的蠕虫状逐渐转化为细小团聚形貌,在达到90 W功率后团聚尺寸又逐渐粗大。当Ce-Ti靶(Ce的原子数分数为2.32%;Ti的原子数分数为7.21%)沉积功率达到70 W时,致密程度显著提高,由无掺杂多孔柱状晶变为细密柱状生长结构,纳米硬度达7.85 GPa,并明显改善了氧化现象。在摩擦磨损方面,70 W功率下磨痕呈微量的磨粒磨损,平均摩擦因数低至0.073,磨损率减少至9.42×10^(-8) mm^(3) N^(-1)m^(-1)。对偶钢球形成转移膜,有效减少摩擦过程剪切力。70 W条件下转移膜面积最小,且摩擦时磨痕处重组生成MoS_(2)结构,显著减少材料的摩擦因数与磨损率。结论磁控溅射Ce-Ti掺杂MoS_(2)基涂层提升了涂层致密程度与摩擦磨损性能,在功率达到70 W时达到最优综合性能,涂层的摩擦因数与磨损率也因形成高质量转移膜而显著降低。

主 题 词：磁控溅射 二硫化钼涂层 金属掺杂 靶功率 摩擦学性能 

学科分类：08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.08.014

馆 藏 号：203123098...