耐湿性二硫化钼固体润滑膜及其制造方法
固体润滑薄膜及其设备制作方法和用途与制作流程
图片简介:本技术介绍了一种固体润滑薄膜及其制备方法和用途。
所述固体润滑薄膜包括由MoS2层和Mo S N复合层交替连接形成的多层结构膜，所述MoS2层和Mo S N复合层的厚度均为纳米级厚度，所述Mo S N复合层为N掺杂MoS2复合层。
本技术的固体润滑薄膜中，纳米级厚度的MoS2层和Mo S N复合层交替堆叠，得到纳米级或微米级的多层结构膜，所得固体润滑薄膜呈现为高强度、低摩擦、长寿命等优异性能的真空润滑，有效实现了过渡族金属二硫化物基固体润滑薄膜机械性能和润滑性能的协同优化。
技术要求1.一种固体润滑薄膜，其特征在于，所述固体润滑薄膜包括由MoS2层和Mo-S-N复合层交替堆叠形成的多层结构膜，所述MoS2层和Mo-S-N复合层的厚度均为纳米级厚度，所述Mo-S-N复合层为N掺杂的MoS2基复合层。
2.根据权利要求1所述的固体润滑薄膜，其特征在于，所述多层结构膜的层数为至少两层；优选地，所述多层结构膜的厚度为1μm-3μm；优选地，所述MoS2层和Mo-S-N复合层的单层厚度独立地为6nm-30nm，优选为9nm-15nm；优选地，所述Mo-S-N复合层中，N元素的掺杂量为1at.％-10at.％，优选为4at.％-6at.％。
3.根据权利要求1或2任一项所述的固体润滑薄膜，其特征在于，所述固体润滑薄膜负载在基底上，所述基底优选为钢材；优选地，所述基底和固体润滑薄膜之间还设置有Ti过渡层。
4.如权利要求1-3任一项所述的固体润滑薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：采用MoS2靶材，利用反应磁控溅射方法，通过改变沉积气氛，在基底表面交替形成MoS2层和Mo-S-N复合层，得到固体润滑薄膜。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在形成MoS2层和Mo-S-N复合层之前，在基底表面制备Ti过渡层；优选地，制备Ti过渡层的方法为：采用Ti靶进行磁控溅射。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在基底表面交替形成MoS2层和Mo-S-N复合层的方法包括：(1)采用MoS2靶材进行磁控溅射，在通入工作气体和氮源气体的条件下，对基底进行沉积，制备Mo-S-N 复合层；(2)继续通入工作气体，停止通入氮源气体，对基底进行沉积，制备MoS2层；(3)依次重复步骤(1)和步骤(2)，直至达到固体润滑薄膜的预设厚度；或者，在基底表面交替形成MoS2层和Mo-S-N复合层的方法包括：(1')采用MoS2靶材进行磁控溅射，在通入工作气体条件下，对基底进行沉积，制备MoS2层；(2')继续通入工作气体，并通入氮源气体，对基底进行沉积，制备Mo-S-N复合层；(3')依次重复步骤(1')和步骤(2')，直至达到固体润滑薄膜的预设厚度。
二硫化钼自润滑涂层性能及制备工艺的研究进展
二硫化钼自润滑涂层性能及制备工艺的研究进展
于凯;王静静;刘平;马迅;张柯;马凤仓;李伟
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2024(38)7
【摘要】MoS_(2)是过渡族金属二硫化物中的一员,其涂层材料因独特的层状结构而表现出优异的摩擦学性能。
MoS_(2)自润滑涂层在刀具以及空间部件材料的表面减磨和保护上发挥着重要作用,但是MoS_(2)涂层对湿度的敏感性、附着力差以及耐磨寿命有限等问题限制了其应用。
国内外学者在MoS_(2)涂层的摩擦学研究上做了大量工作,目前的研究重点主要是不同温度、湿度、气体介质的多环境下的摩擦学行为分析,以及通过纳米多层体系的设计实现对晶体结构的可控。
本文概述了2010年以来有关MoS_(2)自润滑涂层材料的研究进展,主要综述了MoS_(2)自润滑涂层的摩擦学性能以及不同元素掺杂对其性能和结构的影响。
总结了MoS_(2)涂层的组成结构、性能、制备工艺,并对其在表面润滑领域的研究和应用前景进行了展望。
本文对MoS_(2)自润滑涂层的研究和工程应用具有参考意义。
【总页数】10页(P46-55)
【作者】于凯;王静静;刘平;马迅;张柯;马凤仓;李伟
【作者单位】上海理工大学材料与化学学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG178
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二硫化钼基固体润滑薄膜腐蚀、抗高温高湿氧化及摩擦学行为的研究
二硫化钼基固体润滑薄膜腐蚀、抗高温高湿氧化及摩擦学行为的研究二硫化钼基固体润滑薄膜腐蚀、抗高温高湿氧化及摩擦学行为的研究1.引言腐蚀和摩擦磨损问题是工程领域中亟需解决的难题。
在高温高湿环境下，金属材料容易受到腐蚀和摩擦磨损的影响，导致设备的性能下降甚至失效。
因此，开发具有良好耐腐蚀性、高温高湿氧化稳定性和摩擦学性能的固体润滑薄膜对于提高材料的耐久性具有重要意义。
2.二硫化钼涂层的制备方法二硫化钼是一种常用的固体润滑材料，具有优异的耐高温性、化学稳定性和摩擦学特性。
制备二硫化钼薄膜的方法主要包括物理气相沉积、化学气相沉积和电化学沉积等。
其中，物理气相沉积方法可通过物理蒸发、磁控溅射和激光热解等方式实现。
化学气相沉积方法主要包括化学气相沉积、金属有机化学气相沉积和离子束辅助沉积等几种。
电化学沉积方法是通过在电解质溶液中进行电化学反应形成薄膜。
3.二硫化钼薄膜的耐腐蚀性能研究二硫化钼薄膜具有良好的耐腐蚀性能，可以有效防止金属基体在高温高湿环境下的腐蚀。
研究表明，二硫化钼薄膜可形成一层致密的氧化钼薄膜，有效隔离金属基体与外界环境的接触，从而降低腐蚀的发生。
此外，在一些特殊环境下，如酸性或碱性溶液中，二硫化钼薄膜仍保持较好的耐腐蚀性能。
4.二硫化钼薄膜的高温高湿氧化稳定性研究二硫化钼薄膜在高温高湿环境下也具有较好的氧化稳定性。
由于二硫化钼薄膜的氧化钼层能够阻隔氧气和水蒸气的渗透，从而减少薄膜的氧化损伤。
研究发现，二硫化钼薄膜在800℃下可以保持较好的氧化稳定性，且其氧化膜主要由MoO3和MoO2组成。
5.二硫化钼薄膜的摩擦学性能研究二硫化钼薄膜在摩擦学性能方面表现出色。
研究发现，二硫化钼薄膜具有较低的摩擦系数和较高的抗磨损性能。
薄膜表面呈现出典型的“三明治”结构，其中润滑层由于表面形貌和化学成分的影响，能够有效降低摩擦系数和磨损量。
此外，二硫化钼薄膜还具有良好的抗氧化性能和自修复能力，能够在摩擦过程中迅速修复表面损伤。
二硫化钼涂料制备工艺流程
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二硫化钼基润滑耐磨复合薄膜的制备方法[发明专利]
![二硫化钼基润滑耐磨复合薄膜的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f470fa09aeaad1f347933f8f.png)
专利名称：二硫化钼基润滑耐磨复合薄膜的制备方法专利类型：发明专利
发明人：李倩倩,尹桂林,郑慈航,王永强,余震,何丹农申请号：CN201010196546.0
申请日：20100610
公开号：CN101906614A
公开日：
20101208
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种固体润滑技术领域的二硫化钼基润滑耐磨复合薄膜的制备方法，通过将基片抛光后超声清洗并吹干，然后置于溅射室中进行中间层溅射和复合层反应磁控溅射，待溅射室自然冷却至室温，得到反应磁控溅射制备的新型MoS基润滑耐磨复合薄膜。
本发明制备得到良好摩擦性能的薄膜，其耐磨性能和使用寿命有了极大的提高，拓展了MoS在大气环境下的应用范围。
申请人：上海交通大学,上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
地址：200240 上海市闵行区东川路800号
国籍：CN
代理机构：上海交达专利事务所
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分 类 号证 书 号类型申请国家申 请 日专 利 期 限C23C01816189442
发明中华民国89/06/3092/09/21～109/06/29适于高湿度之环境中使用。
其镀膜组织较致密化，使二硫化钼固体润滑膜具有良好之机械性质，例如硬度由HV150左右提高到HV500以上，并仍保持其摩擦系数在0.05以下而继续发挥其固体润滑效果；金属中间层介于二硫化钼镀膜与工件间，以增强二硫化钼镀膜与工件间之附着力，使镀膜不易自工件脱落。
特 色 及 优 点
耐湿性二硫化钼固体润滑膜及其制造方法
发 明 人
李新中、杨玉森、卓廷彬应 用 面
固体润滑剂
摘 要
一种耐湿性二硫化钼固体润滑膜，系于二硫化钼镀膜中，掺入适量(约2－50at％)之金属，该金属之氧化电位须大于钼之氧化电位，如钛或铬等金属。
因此，所掺入之金属得优先与潮湿空气中之氧气及水气反应，防止二硫化钼固体润滑膜之二硫化钼与潮湿空气中之氧气及水气反应，其在高湿度(相对湿度80％以上)的环境下仍保可持其良好之固体润滑性，亦即其摩擦系数不会随湿度和时间而急遽上升。
此外，所掺入之金属可使二硫化钼固体润滑膜组织较致密化，使其具有良好之机械性质，例如硬度由HV150左右提高到HV500以上，并仍保持其摩擦系数在0.05以下而继续发挥其固体润滑效果。
1.一种涂层耐湿性二硫化钼固体润滑膜于一工
件之制造方法，其包含下列步骤：
清洗该工件表面，
将清洗后工件置放于一蒸镀设备中，
将挡板遮住二硫化钼靶，
通入Ar气，启动靶电流，将一钛或铬金属靶
之钛或铬原子击出，镀于工件表面以形成一
金属中间层，及
将二硫化钼靶之挡板移开，将二硫化钼靶及
钛或铬金属靶之钛或铬原子击出，镀于工件
表面以形成一二硫化钼与钛或铬原子镀膜。
申请专利范围图 式 首 页。