聚酰亚胺基自润滑材料与WS2-Ag固体润滑膜的相容性

为研究聚酰亚胺基新型润滑材料与钢表面固体润滑膜的相容性,采用离子束辅助沉积技术在9Cr18轴承钢材料上制备掺杂Ag的WS2固体润滑膜,并在摩擦磨损试验机(MS-T3000)上进行聚酰亚胺基自润滑保持架材料做成的球面销(简称:PI基销)与9Cr18钢,以及PI基销与WS2-Ag膜的摩擦试验。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、光学显微镜、激光共聚焦显微镜及红外光谱仪检测WS2-Ag固体润滑膜与PI基销的表面和磨痕形貌、成分和官能团。结果显示:摩擦磨损后,WS2-Ag膜与PI基材料均未发生化学反应,各自保持固有的润滑性能,并表现出了良好的相容性。

IBAD制备WS_2-Ag固体润滑膜在海南湿热环境的耐候性能

为了研究固体润滑膜的耐候性失效行为,利用考夫曼离子源与磁控溅射相结合的离子束辅助沉积(IBAD)技术在9310基底材料上制备Ag掺杂WS_2固体润滑膜。通过海南湿热环境挂片、摩擦磨损性能测试以及Pro-XPS、XRD和FESEM检测技术,检测膜层的耐候性能、摩擦磨损性能并表征测试前后的化学态、物相与表面形貌等,分析膜层在海南湿热环境下的失效机理。研究结果表明:制备的WS2-Ag固体润滑膜实现了纳米级Ag颗粒的掺杂,WS_2与Ag皆为六方层状晶体结构,维持0.05摩擦因数的时间超过600 min。挂片试验后复合膜表层生成WO_3和AgO_2,内部形成非晶AgO_2,WO_3含量降低甚至消失;氧化物的形成影响了转移膜的形成与磨粒磨损过程,进而导致复合膜的润滑性能降低,使其维持低摩擦因数(0.09)的时间降至30 min。

IBAD制备WS2-Ag固体润滑膜长期存储后的摩擦磨损性能

采用离子束辅助沉积技术在9Cr18轴承钢材料上制备掺杂Ag的WS2固体润滑膜,并将该膜层在室内环境（温度为1825℃,空气相对湿度为30%50%）中保存8年。通过摩擦磨损试验机（MS-T3000）、场发射扫描电子显微镜、三维形貌仪及XPS检测保存前、后的WS2-Ag固体润滑膜样品的摩擦磨损、表面形貌、三维形貌、成分及化学态。结果显示:贮存后的WS2-Ag膜层内部氧含量的增加,膜层中Ag元素和少量W元素的氧化,以及S元素的损失,导致膜层摩擦磨损磨痕形貌出现了层状或者块状剥落;贮存后的WS2-Ag复合固体润滑膜耐磨寿命有较贮存前的250 min缩短了103 min,仍然具有较好的固体润滑性能,其中Ag掺杂抑制了WS2的潮解,提高了其抗氧化性能,大幅度延长了固体润滑膜的性能和寿命。

溅射沉积WS_2/Ag纳米复合薄膜在不同环境中的摩擦磨损性能研究

利用直流磁控溅射方法在钛合金基底上制备W S2/Ag纳米复合薄膜,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及能谱仪对复合薄膜的表面形貌和组织结构进行分析,用球-盘式摩擦磨损试验机对复合薄膜在真空和潮湿空气环境中的摩擦磨损性能进行研究.结果表明:溅射沉积制备的W S2/Ag复合薄膜为非晶态结构,弥散分布于W S2基体中的晶态纳米Ag相提高了薄膜与基底的界面结合强度;与纯W S2薄膜相比,W S2/Ag纳米复合薄膜虽然在不同环境中的摩擦系数有所增加,但其在潮湿空气中的耐磨性能(磨损寿命)具有较大幅度的提高,且摩擦状态更稳定.

润滑相粒度对Ag-WS2复合材料摩擦磨损行为的影响

采用放电等离子烧结技术制备WS2粒度分别为80 nm,600 nm和6μm的Ag-WS2固体润滑复合材料,研究WS2粒度对复合材料摩擦磨损行为的影响,并对Ag-WS2复合材料磨损表面微观形貌进行分析。研究结果表明:随着WS2粒度由6μm降低至80 nm,Ag-WS2复合材料的摩擦因数从0.21降低到0.09,磨损率由4.68×10^−5 mm3/(N·m)降低到3.35×10^−5 mm^3/(N·m),Ag-WS2复合材料磨损机制由磨粒磨损和疲劳磨损共同作用转变为轻微的磨粒磨损;WS2粒度显著影响界面润滑膜的形成,粒度越小的WS2越容易填充到磨损表面的沟槽或微凸体的间隙结构中,有助于形成连续、平整的润滑膜,从而显著降低Ag-WS2复合材料的摩擦因数和磨损率。