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长寿命二硫化钨基薄膜的制备及其固油复合润滑体系的摩擦学性能研究

单一的固体润滑材料已难以满足未来空间机械对润滑材料低摩擦、长寿命和高可靠性的要求。在摩擦过程中，合适的固/液体润滑剂配伍可组成固油复合润滑材料，其在苛刻工况下有利于产生协同润滑效应，降低摩擦磨损，显著延长体系的润滑寿命。这对于满足苛刻工况条件下使役的空间机械运动部件长寿命、高可靠性的发展需求具有重要的现实意义。二硫化钨薄膜因具有优异的润滑性能，已成功应用于空间机械运动部件。然而，这种材料在干摩擦条件下的耐磨寿命有限。基于此，我们通过薄膜沉积工艺参数调控与优化，研制了性能优异的二硫化钨基薄膜，发现不同结构的薄膜在真空环境和原子氧辐照环境表现出不同的摩擦学性能。另外，采用直接滴加润滑油、旋涂分散技术在二硫化基薄膜表面形成一层均匀的油膜，从而构筑了不同的二硫化钨基薄膜固油复合润滑材料体系。研究结果表明，固油体系的摩擦系数主要受到润滑油自身润滑性的影响，而固油体系的耐磨性能主要取决于固、油润滑剂在摩擦过程中的相互作用。