[發(fā)明專利]一種CrN/MoS2固體自潤滑復合膜

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811148943.3
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN110965015A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 張亮東
• 申請（專利權）人: 張亮東
• 主分類號: C23C8/36
• 分類號: C23C8/36;C23C14/06;C23C14/35;C23C28/04;C23C8/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種CrN/MoS2固體自潤滑復合膜，制備原料包括：合成納米MoS2使用的試劑：鉬酸鈉(A.R)（上海膠體化工廠），鹽酸羥胺(A.R)、硫脲(A.R)（天津市標準科技有限公司），無水乙醇(A.R)（國藥集團化學試劑有限公司）。

2.根據(jù)權利要求1所述的CrN/MoS2固體自潤滑復合膜，其特征是CrN/MoS2固體自潤滑復合膜的制備步驟為：使用磁控濺射設備在N₂氣氛中進行Cr靶和Mo靶共濺射，在不銹鋼表面沉積CrMoN復合膜，厚度為5-6μm，利用高頻脈沖等離子擴滲設備，以硫蒸氣作為滲硫源，對薄膜表面進行2h的低溫（230℃）離子滲硫處理，制備了CrN/MoS2固體自潤滑復合膜。

3.根據(jù)權利要求1所述的CrN/MoS2固體自潤滑復合膜，其特征是CrN/MoS2固體自潤滑復合膜的檢測步驟為：利用Philips Quant200型掃描電子顯微鏡（SEM）觀察薄膜表面形貌及磨痕形貌，分析復合膜顯微組織結構和摩擦磨損機制，分辨率3.5nm，放大倍數(shù)200-120000倍，加速電壓30kV，最大束流2A,同時采用Genesis型能譜儀（EDS）對滲硫層化學成分進行分析，利用ESCALAB 250Xi型X射線光電子能譜儀（XPS）對CrN基固體自潤滑復合膜的化合物價態(tài)進行研究，激發(fā)源：Al靶，細掃寬度：25eV，利用PHI700型俄歇電子能譜儀（AES）對CrN基固體自潤滑復合膜剖面成分分布進行分析，采用CETR UTM-2型摩擦磨損試驗機對薄膜的抗微動磨損性能進行測試，實驗條件為：運動方式為往復式，室溫空氣環(huán)境，對偶件為直徑4.0mm的GCr15鋼球，載荷范圍為20-80N；頻率范圍為2-8Hz；溫度23-26℃，摩擦環(huán)境：大氣下干摩擦或坦克機油潤滑，采用TR240表面粗糙度儀測試試樣表面的磨痕輪廓曲線，根據(jù)曲線上的波谷計算出薄膜的磨損體積。

4.根據(jù)權利要求1所述的CrN/MoS2固體自潤滑復合膜，其特征是通過磁控濺射技術成功制備了CrMoN復合膜，再利用高頻脈沖等離子擴滲設備對薄膜表面進行低溫離子滲硫處理，成功制備了含有MoS2潤滑相的CrN/MoS2固體自潤滑復合膜，2 種薄膜均為致密平整的柱狀晶結構，晶粒尺寸均達到納米級；CrN/MoS2固體自潤滑復合膜在(Cr，Mo)N 硬相中嵌入了層狀MoS2 軟相，形成了新型的“混凝土”結構薄膜，CrN/MoS2固體自潤滑復合膜厚度約為500nm，主要由 Cr、Mo、N、S4 種元素組成，其滲硫產物主要為MoS2潤滑相，CrN/MoS2固體自潤滑復合膜的主要相結構為CrN、MoS2和少量MoN，相較于干摩擦情況，在油潤滑條件下，2種薄膜的摩擦系數(shù)明顯降低，隨距離的變化波動相對比較平穩(wěn)，磨損體積比干摩擦條件下降低1個數(shù)量級，磨損體積值大小：CrMoN＞CrN/MoS2，表明CrN/MoS2固體自潤滑復合膜具有較高的抗滑動磨損性能，無論干摩擦還是油潤滑條件下，CrN/MoS2固體自潤滑復合膜均發(fā)生磨粒磨損，且磨損程度較CrMoN復合膜輕微，復合膜中合成的MoS2潤滑相使得CrN/MoS2固體自潤滑復合膜的耐磨性能及減摩性能有了很大提升，在干摩擦情況下，CrMoN復合膜甚至發(fā)生了嚴重的粘著磨損；在油潤滑條件下，2種薄膜的表面磨損均大幅減弱，因此，油潤滑條件，能有效改善薄膜的耐磨性和抗磨性。