硫化鎢與氮化鎢複合薄膜潤滑劑

眾所周知，機械零部件的運動總是伴隨著摩擦磨損現象，為了減小運動著的機械零部件之間的摩擦磨損，人們常對其進行潤滑。作為潤滑材料之一的固體潤滑薄膜材料因其具有既可避免液體潤滑對工業部件的污染，又能夠在低溫、高溫等惡劣的條件下工作的優點而得到了廣泛的應用。

如目前正廣泛使用著的固體潤滑薄膜材料——硫化鎢薄膜。但是，硫化鎢薄膜雖有著很好的潤滑性能，然而，卻因硬度不高而使其抗壓強度偏低，耐磨損性能也不太好，且在高濕度情況下極易失效。為克服現有技術中的不足之處，有科研團隊創新一種硬度高，抗濕性好的硫化鎢與氮化鎢複合薄膜材料。

硫化鎢與氮化鎢複合薄膜材料的製備方法採用磁控濺射法，其主要步驟如下：

步驟1，先對基底進行拋光、清洗和烘乾，再將由金屬鎢與硫化鎢構成的複合靶和基底分別置於磁控濺射設備真空室內的陰極上和樣品台中；其中，複合靶中的金屬鎢與硫化鎢之間的面積比為1.3∶2，複合靶與基底之間的距離為70mm，複合靶的周邊由金屬鎢環壓緊固定，基底為不銹鋼。

步驟2，先對真空室抽真空，待真空室的真空度為1.5×10-3pa、基底溫度達230℃後，再向其中通入氬氣，並預濺射16min。然後再向真空室中通入氮氣，並使真空室處於氬氮混合氣氛下，濺射4h；其中，氬氮混合氣氛為氬氣與氮氣間的流量比為15∶35、工作氣壓為0.9Pa，濺射功率為90W。濺射結束後停止加熱基底，關閉氬氮混合氣，保持分子泵抽真空，待基底溫度為195℃時保溫1h，之後，以2℃/min的速率降溫至100℃以下時停止抽真空， 自然真空下冷卻至室溫，制得硫化鎢與氮化鎢複合薄膜材料。

對制得的目標產物分別使用掃描電鏡和X射線衍射儀進行表徵，由其結果可知，目標產物為薄膜狀，薄膜的厚度為1～6μm，其由緻密排列的粒徑為5～20nm的顆粒構成。薄膜由WS₂ 相和WN相兩相共存構成，目標產物的硬度和綜合性能 均有了大幅度的提高，其硬度可達20GPa，摩擦係數僅為0.1。這是基於氮化鎢的高硬度、高彈性模量和好的緻密性，以及硫化鎢與氮化鎢都是金屬鎢的化合物，它們之間有著很強的相間結合力的特點，將其有效整合後，從而使 薄膜既利用了氮化鎢的高硬度來提高了其硬度和耐磨損性能。

本方法製備方法所需的設備少、工藝簡單易操作，成膜的溫度低，對基底不會產生任何不良的影響。製備過程清 潔無污染，製備的週期短、成本低、安全性好，適於大規模的工業化生產。

• < 前一頁
• 下一個 >