采用磁控濺射法, 用純MoS2/ W 雙靶在模具鋼Cr12 和硅基片上濺射MoS2/ W 復合納米薄膜, 通過X 射線衍射儀、能譜儀、掃描電子顯微鏡對薄膜的成分和結構進行分析。采用UMT- 2 型微摩擦磨損試驗機在大氣( 相對濕度30%~ 45% ) 和室溫( 20~ 25􀀁 ) 環境下評價薄膜的摩擦磨損性能。結果表明: MoS2/W 復合薄膜組織致密, 主要生長晶向為( 002) 晶向, 摩擦因數低, 摩擦學性能優于純MoS2 膜, 且耐磨壽命高、摩擦穩定性好、承載能力大。

　　具有層狀結構的MoS2、WS2、MoSe2、NbSe2 等過渡族金屬硫硒化物因摩擦因數極低、潤滑性能好, 是一類優異的真空固體潤滑材料而被廣泛應用。但MoS2、WS2 等在大氣中卻容易氧化失效, 在潮濕環境氣氛下摩擦學性能相對惡化, 對氣氛十分敏感。因此研究在大氣環境下充分發揮其優異的潤滑性能, 提高耐磨性、降低其對環境的敏感性顯得尤為重要。

　　研究表明, 與金屬共濺射制備復合薄膜可顯著改善其在大氣條件下的摩擦磨損性能。賴德明等共濺射制備的WS2/ Ag 非晶態復和薄膜, 由于Ag 彌散分布于WS2 薄膜中, 增強了薄膜的致密性,使薄膜在大氣中尤其在潮濕空氣中抗磨損性能有了很大提高。李永良等制備的MoS2/Ti 共濺射薄膜, 提高了薄膜的硬度及薄膜耐磨壽命, 對磨屑的產生起到了抑制作用, 并且有利于轉移膜形成, 改善了鋼基體的摩擦學性能。張曉化等制備的MoS2/ Ti磁共濺射薄膜, 采用合理的濺射工藝, 使得復合薄膜結構更加致密, 具有較好的微動疲勞性能和摩擦學性能。

　　但MoS2/W 復合薄膜卻鮮有研究。為了提高MoS2 固體潤滑薄膜在大氣條件下, 尤其在潮濕氣氛環境中的使用壽命, 增強抗磨損能力, 本文選用固體潤滑劑MoS2 靶和純W 靶, 采用磁控雙靶濺射法, 制備出MoS2/W 復合薄膜, 在室溫潮濕大氣條件下研究復合薄膜的抗磨損性能, 并對磨痕進行了研究。結果表明, 濺射制備的復合薄膜具有非常優異的抗磨損性能、具備良好的環境適應性, 從而可以拓展其在工業領域中的應用。

結論

　　(1) 利用磁控濺射共濺射方法制備出性能優良的MoS2/W 固體潤滑復合薄膜, 在室溫大氣環境下,復合薄膜的耐磨壽命高, 摩擦穩定性以及抗載荷能力均達到較優狀態, 摩擦因數低。

　　(2)W 的濺射沉積使得復合薄膜結構致密, 耐磨性能好, 具有較好抗氧化性。

　　(3) 在不同工作環境條件下, MoS2/W 納米復合薄膜的摩擦因數較MoS2 薄膜稍高, 但MoS2/W 復合薄膜在潮濕空氣中具有更優異的耐磨性能, 且摩擦狀態更穩定。