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二硫化钼/碳基多层复合固体润滑涂层摩擦性能研究

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二硫化钼固体润滑涂层已被广泛用于空间润滑领域，其在真空及惰性环境中表现出极低的摩擦系数，但在大气环境中具有较高的磨损率，同时在大气环境中的运输，储存过程中性能发生衰减，因此制备一种在大气以及真空环境中保持低摩擦低磨损的涂层尤为重要，而碳基涂层的性能与二硫化钼刚好相反，其在大气环境尤其是潮湿环境中具有极佳的耐磨性能。本研究中采用非平衡磁控溅射方法交替沉积掺钛的二硫化钼涂层(MoST)和非氢的碳铬涂层(Graphit-iC)，制备一系列不同层数的多层复合涂层。研究结果发现相比于MoST涂层，多层复合涂层结构更为致密，最大硬度达到8.05GPa，在大气环境中不同载荷下摩擦试验中，8层涂层具有最佳的抗磨损性能，其磨损率可降低至MoST涂层磨损率的一半，同时在真空环境中多层复合涂层具有极低的摩擦系数0.02。本研究对复杂环境中固体润滑涂层的设计以及应用具有重要指导意义。