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摘要
目的利用软金属Ag、Cu等改性来提升Mo CN薄膜材料的宽温域润滑性能。方法通过多靶磁控溅射制备了MoCN-X(X=Ag、Cu或Ag-Cu)复合薄膜。采用XRD、SEM、SPM 3种测试方法分析了复合薄膜的微观结构,并利用纳米压痕仪和高温摩擦试验机分别测试了薄膜的常温力学性能和不同温度下的摩擦性能。结果 3种复合薄膜中,MoCN-Ag薄膜表面的粗糙度最低。与MoCN-Cu薄膜相比,MoCN-Ag复合薄膜具有更好的抗氧化能力,在300℃下,由于热驱动作用,薄膜表面析出的Ag仅发生部分氧化,在500℃下,薄膜表面生成的双金属氧化物(钼酸银)能有效降低薄膜的摩擦系数。在常温下,MoCN-Cu复合薄膜具有很好的抗磨损能力,且和MoCN-Ag具有相近的摩擦系数。MoCN-Ag-Cu复合薄膜的硬度和弹性模量相对于MoCN-Cu均得到提升。在300℃下,MoCN-Cu薄膜和MoCN-Ag-Cu复合薄膜的摩擦系数比MoCN-Ag薄膜高。在500℃时,3种薄膜的摩擦系数均在0.3左右。常温下,薄膜主要表现为磨粒磨损,而在500℃下,薄膜主要是氧化磨损和粘着磨损。结论软金属Ag和Cu都能在一定程度上改善MoCN薄膜的中温摩擦性能,可以尝试采用Ag和Cu共掺杂的方式降低薄膜的成本。
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