中科院兰州化学物理研究所李红轩研究员团队:TiB2/WS2复合薄膜退火处理下的结构演变与磨损失效分析
2024-09-26 10:34:34 作者: 中国表面工程 来源: 中国表面工程 分享至:

 TiB2 / WS2复合薄膜退火处理下的结构演变与磨损失效分析


 

 

 

 

本文为中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室李红轩研究员团队撰写发表在《中国表面工程》2024年第37卷第3期的研究论文,题为“TiB2/WS2复合薄膜退火处理下的结构演变与磨损失效分析

 

 

 

 

 

 

在严苛的航空航天工况环境下,WS2基复合薄膜在减摩耐磨方面的结构演变和失效规律仍须进一步探索。为扩展其在温域上的应用范围,中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室李红轩研究员团队《中国表面工程》2024年第3期发表研究论文TiB2/WS2复合薄膜退火处理下的结构演变与磨损失效分析》,采用磁控溅射技术在硅片和 718 高温合金块上沉积 TiB2 / WS2复合薄膜,分别在 200、450 和 600 ℃大气环境下对复合薄膜进行退火处理。利用扫描电子显微镜、透射电镜、X 射线衍射仪、拉曼光谱仪、纳米压痕仪和球盘高温摩擦试验机等分析技术对退火处理前后薄膜的组分、结构、力学性能和摩擦磨损性能进行研究。

 

 

 

 

 

01

引用格式

 

 

刘进龙,李红轩,吉利,刘晓红,张定军. TiB2/WS2复合薄膜退火处理下的结构演变与磨损失效分析[J]. 中国表面工程,2024,37(3):220-231.


LIU Jinlong, LI Hongxuan, JI Li, LIU Xiaohong, ZHANG Dingjun. Structural Evolution and Friction Loss Effect Analysis of TiB2 / WS2 Composite Films under Annealing Treatment[J]. China Surface Engineering, 2024, 37(3): 220-231.

 

 

 

 

 

 

02

论文创新点

 

 

目前大部分研究集中在WS2相掺杂的润滑性能方面,关于退火处理前后复合薄膜中组分、结构、力学性能的变化对复合薄膜摩擦磨损性能影响的研究较少。基于 WS在 450 ℃会热氧化分解严重影响复合薄膜的润滑性能。因此,本文通过磁控溅射技术制备 TiB2 掺杂 WS2 复合薄膜,常温下测试 200、450 和 600 ℃大气退火处理后的复合薄膜,以研究不同温度退火处理前后复合薄膜摩擦磨损失效行为。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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重要结论

 

 

 

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通过对复合薄膜进行不同温度下的退火处理,建立薄膜微观结构和摩擦性能失效规律之间的联系,探究宽温域下复合薄膜的组分、结构变化对薄膜摩擦性能的影响机理,可为复合薄膜扩宽其使用温域提供理论基础。


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不同温度退火处理后复合薄膜展现出不同的摩擦磨损特性。退火处理对复合薄膜的组分、结构、力学性能、摩擦学性能均有影响,200 ℃退火处理增加了薄膜的致密性,提升了其力学性能,使得薄膜显示出良好的减摩耐磨性能。

 

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对退火处理前后的复合薄膜在常温下进行了形貌的观察、性能的测试和分析,明确了常温下薄膜的失稳机制。动态持续升温过程中复合薄膜在不同温度下的结构和性能变化仍有待进一步研究。

 

 

 

 

 

 

 

 

04

课题组简介

 

 

论文主创

 

     刘进龙

 

兰州理工大学先进高分子材料专业硕士研究生,导师张定军教授,研究方向为磨损与表面工程。发表学术论文2篇

 

 




 


   刘晓红

 

中国科学院兰州化学物理研究所正高级工程师、博士生导师。主持和承担各类科研项目20余项。近年来在国内外核心期刊上发表学术论文50余申请和授权专利20余。研究方向材料表面工程

 

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