MoS掺杂DLC薄膜的摩擦磨损行为Ⅰ载荷的影响-摩擦学学报

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（１．河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳㊀４７１００３；２．河南科技大学化工与制药学院，河南洛阳㊀４７１００３；３．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㊀７３００００；４．河南省材料摩擦学重点实验室，河南洛阳㊀４７１００３）摘㊀要：采用射频等离子体增强化学气相沉积与非平衡磁控溅射复合技术制备了ＭｏＳＬＣ薄膜（ａ－Ｃ：Ｈ：ｘ掺杂的ＤＭｏ：Ｓ），在ＱＧ－７００摩擦试验机上考察了其在不同载荷下的摩擦磨损行为．通过对摩擦表面的扫描电镜（ＳＥＭ）观察及能谱（ＥＤＳ）分析，简单探讨了其摩擦磨损机理．结果表明：随着载荷的增加，ａ－Ｃ：Ｈ：Ｍｏ：Ｓ／ＳｉＮ３４体系的摩擦系数及初步分析认为该现象与摩擦热效应导致的接触层结构转化相关．磨损率均呈先降后升的趋势，在高速下尤为明显．关键词：ＤＬＣ膜；掺杂；摩擦磨损；载荷中图分类号：ＴＨ１１７．１文献标志码：Ａ文章编号：１００４－０５９５（２０１２）０５－０５１６－０８
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００３，Ｃｈｉｎａ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００３，Ｃｈｉｎａ３．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｏｌｉｄＬｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ＬａｎｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００００，Ｃｈｉｎａ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００３，Ｃｈｉｎａ）４．ＨｅｎａｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＴｒｉｂｏｌｏｇｙＡｂｓｔｒａｃｔ：ＭｏＳｏｐｅｄｄｉａｍｏｎｄ－ｌｉｋｅｃａｒｂｏｎ（ａ－Ｃ：Ｈ：Ｍｏ：Ｓ）ｆｉｌｍｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｕｓｉｎｇａｈｙｂｒｉｄｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｘ－ｄｐｌａｓｍａ－ｅｎｈａｎｃｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｕｎｂａｌａｎｃｅｄｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．ＴｈｅｉｒｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｂｅｈａｖｉｏｒｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｏｒｍａｌｌｏａｄｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｏｎａＱＧ－７００ｔｒｉｂｏｍｅｔｅｒａｎｄ３Ｄｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓｂｒｉｅｆｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｓｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｓｕｒｆａｃｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙａｔｔｈａｔｂｏｔｈｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｔｈｅｗｅａｒｒａｔｅｆｉｒｓｔｄｅｃｒｅａｓｅａｎｄｔｈｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｎｏｒｍａｌｌｏａｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｏｂｅｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎ－ｉｎｄｕｃｅｄｈｅａｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔ．ａｈｉｇｈｅｒｓｌｉｄｉｎｇｓｐｅｅｄＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＬＣｆｉｌｍ，ｄｏｐｉｎｇ，ｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒ，ｌｏａｄ
ＦｒｉｃｔｉｏｎａｎｄＷｅａｒＢｅｈａｖｉｏｒｓｏｆＭｏＳｏｐｅｄｘ－ｄＤＬＣｆｉｌｍｓＥｆｆｅｃｔｏｆＮｏｒｍａｌＬｏａｄ Ⅰ：
１，４２，４１，４１，４ＺＨＡＯＦｅｉ，ＰＡＮＧＸｉａｎ－ｊｕａｎ，ＤＵＳａｎ－ｍｉｎｇ，ＬＩＵＪｉｎｇ－ｃｈａｏ，２，４３１，４ＮＩＵＹｏｎｇ－ｐｉｎｇ，ＬＩＨｏｎｇ－ｘｕａｎ，ＺＨＡＮＧＹｏｎｇ－ｚｈｅｎ
第３２卷㊀第５期２０１２年９月
摩擦学学报
Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ３２㊀Ｎｏ５Ｓｅｐｔ，２０１２
ＭｏＳＬＣ薄膜的摩擦磨损ｘ掺杂Ｄ行为 Ⅰ ：载荷的影响
，４，４，４，４，４，，李红轩３，张永振１

张冬-极端环境下的摩擦学问题及解决方法

极端环境下的摩擦学问题及解决方法0引言摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、润滑和磨损，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。

世界上使用的能源大约有1/3〜1/2消耗于摩擦。

如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。

另外，机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的，如果能控制和减少磨损，则既减少设备维修次数和费用，又能节省制造零件及其所需材料的费用。

人类对摩擦现象早有认识，并能用来为自己服务，如史前人类已知钻木取火。

《诗经•邶风•泉水》已有“载脂载辇，还车言迈”的诗句，表明中国在春秋时期已较普遍地应用动物脂肪来润滑车轴。

应用矿物油作润滑剂的记载最早见于西晋张华所著《博物志》。

书中提到酒泉延寿和高奴有石油，并且用于“膏车及水碓甚佳”。

但长久以来摩擦学的研究进展缓慢。

直到15世纪，意大利的列奥纳多•达芬奇才开始把摩擦学引入理论研究的途径。

1785年，法国C.库仑继前人的研究，用机械啮合概念解释干摩擦，提出摩擦理论。

摩擦学研究的对象很广泛，其中极端环境下的摩擦学在近20年来发展迅速。

极端工况条件下的摩擦学问题包括宇宙探索中遇到的高真空、低温和离子辐射等，深海作业的高压、腐蚀、润滑剂稀释和防漏密封等。

1极端环境下的摩擦学概况随着航天、航空、信息等高技术和海洋开发、先进制造技术等工业的迅速发展，迫切需要解决极端条件如高承载、高速度、高真空、高低温、强辐射及各种外场作用下的摩擦学问题。

极端条件下的摩擦学与常规系统中摩擦、磨损和润滑相比，主要有如下特点:①高真空下（如10-11 Pa）缺少氧化膜的润滑作用，易发生冷焊;②高速（如40 000 r/min）、重载（如数GPa）、宽温度范围（如- 269℃〜2000℃ ）;③强辐射、空间低轨道（10-5〜10-7 Pa）下原子氧的侵蚀；④低摩擦和摩擦噪声（如摩擦系数0.01）、长寿命（数十年）、高可靠性;⑤高PV 值、强氧化（如液氧）和强还原（如液氢）介质;⑥模拟试验异常困难。

碳碳化硅复合材料摩擦磨损性能分析

表 1 C /C-S iC 复合材料刹车盘的磨损率 T ab le 1 T he w ear rate of C /C-S iC d isks
T ype
Th ickness loss /Lm# cycle- 1
W e ight lo ss /m g# cyc le- 1
Rotating disk Stationary disk Ro tating disk Stationary disk
现 / 前峰 0, 中间过程平稳且有增大趋势, 接近刹停时急剧上升, 静止时达到最大, 曲线存在 / 后翘 0现象。刹车力矩曲线 4类似于摩擦系数曲线 3, 制动初期出现 / 前峰 0, 中间过程平稳, 接近刹停时急剧增大, 静止时最大。曲线 5表示摩擦面的压强曲线, 在本实验中施加给摩擦面的是恒定载荷, 压强曲线本应是水平线, 但所有试样的压强曲线都是在一、两秒钟后才趋于一个固定值 0182M Pa, 这是由于在仪器设计上有响应滞后的特点。
本研究采用化学气相渗透 ( CV I) 法制备 C /CS iC复合材料, 分析了 C /C-S iC 刹车盘试样的摩擦
收稿日期: 2作者简介: 张亚妮 ( 1981-), 女, 博士, ( E-m a il) nier_zhang@ 163. com
制动时间 t / s, 摩擦稳定性系数 S, 其计算公式为:
S = Lcp / Lm ax
( 1)
式中: Lcp代表平均摩擦系数, Lmax 代表最大摩擦系
数。
1. 3 密度及表面形貌测试测试了 4组 C /C-SiC 复合材料的密度, 在模拟
刹车试验完成后, 采用光学显微镜对 C /C-SiC 试样
观察 C / C-SiC复合材料在每一次刹车实验中的

纳米二硫化钼（MoS2）在润滑材料中的研究进展

纳米二硫化钼（MoS2）在润滑材料中的研究进展纳米二硫化钼(MoS2)在润滑材料中的研究进展摘要：本文介绍了MoS2的润滑性状、纳米MoS2的性能。

对纳米MoS2在轧制液、机械油、铜合金拉拔润滑脂和空间润滑材料中的摩擦学应用与研究现状进行了综述，并对比了微米级与纳米级MoS2在使用中的效果。

对未来纳米MoS2在润滑材料中的应用与研究进行了展望。

关键词：纳米MoS2；润滑材料；摩擦The research progress of molybdenum disulfidenanoparticles(MoS2) in lubrication materialsAbstract: This paper describes the lubricating properties of MoS2and the performance of nano-MoS2. Nano-MoS2on the rolling fluid, mechanical oil, copper alloy drawing grease and space lubrication materials’ tribology applications and research status are reviewed. The micron and nano-level effect of MoS2 in use is compared. Nano-MoS2 lubricating materials application and research in the future are discussed.Key words: nano-MoS2; lubrication materials; friction0 引言二硫化钼（MoS2）用作固体润滑剂已有50多年的历史，是应用最广泛的固体润滑剂。

在相同条件下，含MoS2的粘结固体润滑膜在真空中的摩擦系数约为大气中的1/3，而耐磨寿命比在大气中高几倍甚至几十倍。

DLC综述

金属掺杂DLC薄膜及对其物性的研究姓名：***专业：凝聚态物理学号：**********摘要类金刚石（DLC）是一类含有一定量sp3碳杂化键的亚稳态无定形碳材料，具备许多优异的性能，如高硬度、低摩擦系数、良好化学惰性、高红外透光性、优异生物相容性等，在工模具、磁盘、光学窗口、微机电、航空航天、生物医学等诸多领域具有潜在的应用价值。

但因传统沉积方法中的低温等离子体制备DLC 薄膜的生长机制，在形成薄膜关键结构sp3碳键时，常伴随产生高的残余应力，同时存在摩擦性能不稳定、大面积均匀制备困难等关键问题，这使DLC 膜的广泛应用受到极大限制。

目前，Me-DLC薄膜被认为是解决上述关键问题的一种理想技术途径。

作为一篇综述文章，本论文重点介绍一下DLC薄膜的特点，性能和应用以及金属掺杂对DLC薄膜结构，力学性能，残余应力，摩擦学性能的影响，此外简单介绍一下目前金属掺杂DLC存在的问题，及金属掺杂DLC的潜在的应用价值。

关键词：DLC薄膜金属掺杂残余应力目录摘要 (I)1. 前言 (1)2.有关DLC的介绍 (1)2.1 DLC薄膜的结构 (1)2.2 DLC膜的制备方法 (3)3. Me-DLC的介绍 (4)3.1 Me-DLC膜的发展及现状 (4)3.2 Me-DLC膜的结构和性能 (5)3.2.1 金属掺杂对DLC膜微结构的影响 (5)3.2.2 金属掺杂对DLC膜碳结构的影响 (6)3.2.3 金属掺杂对DLC膜残余应力的影响 (6)3.2.4 金属掺杂对DLC膜摩擦学性能的影响 (7)4. 金属掺杂DLC潜在的应用价值 (7)参考文献 (8)1. 前言金刚石具有很多优异性能，如高硬度、高导热性、良好的透光性以及化学惰性等，在自然界所有的材料中均是首屈一指的。

随着人们对金刚石的深入研究和广泛应用，对金刚石的工业需求日益增多，人们对硬质碳素材料有了更进一步的需求和探索, 因此人们渴望找到其它一种可以替代金刚石的功能材料。

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