试议离子束钨/钼膜固体润滑表面处理及其摩擦化学机理

论文导读：膜。(3)在边界润滑条件下，三种镀膜材料的减摩抗磨性能显著优于316L铁基材料。三种膜表面的平均摩擦系数在PAO润滑意义下大概为0.11，加入ZDDP摩擦系数降为0.08，而加入MoDTC摩擦系数将为0.06左右。薄膜的平均摩擦系数相互之间没有太大区别，但磨损量各不相同。钨膜表面的磨损量在三种润滑条件下相差不大，都保持在

3.7×10~(-13)m~

摘要：本文从探讨非铁基材料的润滑特性为出发点，采取离子束辅助沉积技术(IBAD)在316L不锈钢表面制备了钨膜、钼膜和钨-钼混合膜，然后利用低温等离子体渗硫技术对单质钨膜和单质钼膜进行了渗硫处理。使用MS-T3000型球盘摩擦磨损试验机比较探讨了离子渗硫前后钨膜和钼膜的摩擦学性能，使用Optimal SRV-2型高温磨损试验机探讨了金属钨膜、钼膜从及钨-钼膜在两种传统润滑油添加剂(ZDDP和MoDTC)意义下的摩擦学性能。并利用扫描电子显微镜+能谱分析、三维白光表面干涉、X射线衍射、纳米硬度、X射线光电子能谱等表面微观分析技术地分析薄膜的形貌、组织与结构、力学性能、元素原子价态及元素的分布状况等。研究硫化后的钨膜和钼膜的摩擦学性能从及钨、钼等金属膜与ZDDP、MoDTC在边界润滑意义下的摩擦学性能及机理。结果表明：(1)使用IBAD技术在316L不锈钢表面制备出了厚度分别为1μm、2μm和1μm，纳米硬度分别为19.0GPa、11.0GPa和14.0GPa，从及弹性模量分别为390GPa、270GPa和270GPa的钨膜、钼膜和钨-钼膜。(2)钼膜在230℃渗硫能生成MoS_2固体润滑膜，它的生成使薄膜表面的摩擦系数以渗硫前的0.6降到0.4，此外，在PAO润滑条件下，其摩擦系数以渗硫前的0.1降到0.06左右。而钨膜在230℃不能生成WS_2固体润滑膜。(3)在边界润滑条件下，三种镀膜材料的减摩抗磨性能显著优于316L铁基材料。三种膜表面的平均摩擦系数在PAO润滑意义下大概为0.11，加入ZDDP摩擦系数降为0.08，而加入MoDTC摩擦系数将为0.06左右。薄膜的平均摩擦系数相互之间没有太大区别，但磨损量各不相同。钨膜表面的磨损量在三种润滑条件下相差不大，都保持在3.7×10~(-13)m~3。钨膜表面能生成化学性能稳定的WO3膜，它会阻止金属钨与添加剂发生化学反应。钼膜表面的磨损量在加入添加剂后有所降低，最低可从达到2.4×10~(-13)m~3。这是由于钼膜能有效地参与到摩擦化学反应历程中，形成更多的抗磨性很好的MoO3化学反应膜。钨-钼膜中，钼会促使钨元素参与到摩擦化学反应中，而钨又会抑制薄膜材料与添加剂发生反应，所从其抗磨损性能由表面生成的多种物质决定，其磨损量最低可从达到2.1×10~(-13)m~3。关键词：离子束辅助沉积论文低温离子渗硫论文摩擦磨损论文边界润滑论文
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Abstract6-7
目录7-9
第1章 绪论9-30

1.1 引言9

1.2 摩擦学的概述9-14

1.2.1 摩擦的概念及影响因素9-12

1.2.2 磨损的概念及影响因素12-13

1.2.3 润滑的概念及分类13-14

1.3 固体润滑膜的探讨14-23

1.3.1 固体润滑膜的特征14-15

1.3.2 固体润滑膜的分类15-16

1.3.3 WS_2和 MoS_2的特性、运用及制备办法16-20

1.3.4 WS_2和 MoS_2的探讨现况20-23

1.4 润滑油与添加剂23-29

1.4.1 润滑油添加剂的分类23-25

1.4.2 ZDDP 和 MoDTC 的意义机理25-28

1.4.3 固液混合润滑的探讨与作用28

1.4.4 本文的选题依据和学术作用28-29

1.5 本论文的主要工作29-30

第2章 实验仪器及办法30-38

2.1 引言30

2.2 制备案例30-34

2.1 制备设备30-32

2.2 材料准备32-33

2.3 制备工艺33-34

2.3 薄膜表征34-38

2.3.1 微观形貌34-35

2.3.2 相组成及表面结合态分析35

2.3.3 力学性能分析35-36

2.3.4 摩擦学性能分析36-38

第3章 离子硫化表面处理钨/钼膜的表征极为固体润滑效果38-49

3.1 引言38

3.2 薄膜的微观形貌及组织结构38-42

3.3 薄膜的力学性能表征42

3.4 渗硫处理后的表面形貌42-44

3.5 渗硫处理后薄膜的组织结构44

3.6 摩擦磨损性能44-46

3.7 机理与讨论46-47

3.7.1 MoS_2的减摩原理46-47

3.7.2 WS_2的生成条件研究47

3.8 本章小结47-49

第4章 ZDDP 意义下钨/钼膜的摩擦学行为极为润滑机理49-59

4.1 引言49-50

4.2 摩擦学性能分析50-51

4.3 磨痕形貌51-53

4.4 XPS 分析53-57

4.5 摩擦学机理讨论57-58

4.6 小结58-59

第5章 MODTC 意义下钨/钼膜的摩擦学行为极为润滑机理59-69

5.1 引言59

5.2 摩擦学性能分析59-61

5论文导读：S分析63-675.5摩擦学机理讨论67-685.6小结68-69第6章摩擦学模型及机理讨论69-796.1硫化物的固体润滑机理69-706.2固液混合润滑的模型和意义机理70-796.2.1ZDDP的润滑意义机理73-756.2.2MoDTC的润滑意义机理75-79第7章结论79-81致谢81-82参考文献82-88个人简历88-89攻读硕士期间探讨成果89上一页1
.3 磨痕形貌61-63

5.4 XPS 分析63-67

5.5 摩擦学机理讨论67-68

5.6 小结68-69

第6章 摩擦学模型及机理讨论69-79

6.1 硫化物的固体润滑机理69-70

6.2 固液混合润滑的模型和意义机理70-79

6.

2.1 ZDDP 的润滑意义机理73-75

6.

2.2 MoDTC 的润滑意义机理75-79

第7章 结论79-81
致谢81-82
参考文献82-88
个人简历88-89
攻读硕士期间探讨成果89