不同气氛热冲击下Al:WS2薄膜摩擦学性能的响应机理

摘要

采用磁控溅射技术制备了Al:WS2薄膜。为考查不同气氛热冲击下Al:WS2薄膜摩擦学性能的响应机理,采用自行研制的温度交变真空摩擦试验机开展了真空、氮气及氧气气氛的–100~+250℃的热冲击试验,并对热冲击后Al:WS2薄膜结构、成分以及摩擦学性能进行了研究。研究发现,热冲击后,Al:WS2薄膜柱状晶长大,S含量减少,部分WS2被氧化为WO3,薄膜硬度增加。经氮气热冲击后,薄膜的(002)衍射峰强度明显增强,使得摩擦系数降低。经真空热冲击后,在薄膜表面形成的WO3起到磨粒磨损作用,减少了薄膜寿命;经氧气热冲击后,Al:WS2薄膜中大量起润滑作用的WS2被氧化为WO3,薄膜的寿命显著缩短。