33 / 2021-06-28 11:07:27

MoS2薄膜辐照损伤机理及其对摩擦行为的影响

MoS2薄膜,辐照损伤,摩擦学行为

近年来针对先进核环境服役材料的辐照损伤实验已开展了大量工作，大部分研究集中在中子辐照下结构材料的组织及力学性能变化方面，对核环境服役润滑材料的中子辐照性能研究较少。本研究以MoS₂薄膜固体润滑材料为对象，开展了其辐照损伤及润滑失效研究。通过测控溅射沉积法制备了纯MoS₂薄膜，开展了重离子辐照及摩擦磨损实验，分析了单一结构MoS₂薄膜辐照损伤机制及润滑失效行为。HRTEM结果表明，薄膜辐照损伤主要体现在MoS₂晶体的非晶化。随辐照剂量的增加，非晶化程度愈严重；同时，辐照后的样品有少量MoS₂晶粒存在，并镶嵌在非晶相中形成纳米晶，该纳米晶在辐照过程中发生重构化，晶格排列更加整齐。薄膜残余应力测试结果表明，残余应力随辐照剂量的增加呈现先降低后升高的趋势；摩擦实验表明，辐照引起MoS₂薄膜摩擦寿命降低，磨损率表现出与残余应力相同的变化趋势。拉曼光谱结果表明，辐照非晶化的MoS₂薄膜在摩擦诱导作用下自组装形成长程有序的MoS₂保护膜，一定程度上降低了薄膜磨损率。