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MoS2物相结构对热力学稳定性的影响

 MoS₂因具有特殊的二维层片状结构，在真空和惰性气体当中能够表现出非常优异的润滑性能，因此是空间飞行器精密活动部件常用的润滑材料，但在潮湿或高温的空气中极易发生氧化，导致润滑性能衰退，严重影响其耐磨寿命。目前多通过金属元素掺杂来提高MoS₂稳定性以提升抗氧化性，但对于MoS₂的本征结构对其稳定性的影响缺乏深入研究。因此，本研究通过对水热合成的MoS₂进行退火处理，制备得到不同晶粒尺寸和层间距的MoS₂样品。采用拉曼原位退火实验和球盘旋转摩擦实验研究了MoS₂晶粒尺寸和层间距对稳定性的影响。结果表明，随着晶粒尺寸增大，样品稳定性随之升高，这主要是因为晶界会对O原子产生截留作用，致使氧化点位主要发生于在晶界处。随着层间距的缩小，样品稳定性也随之升高，这主要是因为层间距的增大引起上、下S原子层发生交错偏移，导致Mo原子层更靠近表面，生成较强的亲水位点。由此可以得知，大晶粒尺寸和小层间距可以显著改善MoS₂的稳定性，本研究结果能够为改善MoS₂稳定性提供新的研究思路。