Сравнительные исследования антифрикционных свойств тонкопленочных покрытий МоS_x, МоSе_x и WSe_x, формируемых импульсным лазерным осаждением

摘要

Приведены результаты измерений коэффициента трения и параметров износа тонкопленочных покрытий из дисульфидов и диселенидов молибдена и вольфрама, нанесенных на кремниевые подложки методом импульсного лазерного осаждения при комнатной температуре. Лазерное осаждение проведено как по традиционной методике, включающей импульсную лазерную абляцию мишеней из прессованных порошков МоS_2, МоSe_2 и WSe_2, так и по методике лазерной абляции металла (Мо) в реакционной среде (Н_2S). Осаждение металла в реакционной среде позволяло формировать более гладкие и однородные покрытия с регулируемой концентрацией атомов серы. Измерения коэффициента трения проведены по методике скольжения стального шарика по подложке с покрытием на воздухе с относительной влажностью -30 %. Установлено, что наименьшим коэффициентом трения скольжения (-0,03) обладали покрытия МоS_x, полученные по традиционной методике осаждения и содержащие частицы субмикронных и нанометровых размеров. Коэффициент трения для покрытий МоSe_x и WSe_x превышал 0,04, и они несколько уступали по износостойкости сульфидным покрытиям. Наименьший коэффициент трения для покрытий МоS_x, полученных реакционным осаждением, составлял -0,05, а их изнашиваемость сопоставима с изнашиваемостью покрытий МоS_x, полученных по традиционной методике.