二硫化钼涂层制备方法研究二硫化钼涂层制备方法研究2011年10月14日重要提醒：系统检测到您的帐号可能存在被盗风险，请尽快查看风险提示，并立即修改密码。|关闭网易博客安全提醒：系统检测到您当前密码的安全性较低，为了您的账号安全，建议您适时修改密码立即修改|关闭焦广发周兰英员一泽任锦星(北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081)摘要:选用电泳沉积法、刷涂法和水煮法3种方法在材料表面制备了二硫化钼涂层,并探讨了3种方法形成涂层的机制。结果表明,电泳沉积法、水煮法和刷涂法都可以得到很好的二硫化钼固体润滑膜,其中电泳沉积法制备的涂层的结合强度最大,表面硬度最高;3种制备方法都主要以机械结合方式形成涂层。关键词:二硫化钼;固体润滑;电泳沉积;刷涂:TH117文献标识码:A:0254-0150(2008)1-125–4MoS2具有层状结构,其晶体为六方晶系。该晶体结构决定了MoS2易于滑动,可起到减摩作用。另一方面,Mo原子与S原子间的离子键,赋予MoS2润滑膜较高的强度,可防止润滑膜在金属表面突出部位被穿透。而S原子暴露在MoS2晶体表面,对金属表面产生很强的粘附作用。MoS2的化学性质稳定,可耐大多数酸和耐辐射。虽然MoS2在空气中超过400℃时会产生氧化现象,这可影响其润滑性及其对金属表面的粘附作用,然而只有当整个润滑层全部被氧化后,Mo覆盖层才失去润滑作用。目前MoS2的耐温性能已远远突破润滑油脂的耐温限。油脂的有效耐温范围为-60～350℃,而MoS2在1133×10-3～1133×10-2Pa真空条件下能在1000℃使用并仍具有满意的摩擦学性能。在有水时二硫化钼的润滑性能有所下降,但可弥补另一种固体润滑剂石墨引起的电化学腐蚀。MoS2与石墨另一显著不同的地方是,前者的摩擦因数在真空与空气中甚至在温度高达800℃时没太大差别。在高真空条件下,MoS2仍保持很高的润滑性,这是十分有用的性质。因为在没有气体和蒸汽来保持润滑状态时,MoS2粘合在金属上能承受极高的压力(高达30kPa),而其它润滑剂则已失效。由于二硫化钼具有摩擦因数低,在真空和强辐射的环境下仍具有优良的摩擦性能,因此在空间机械上有广泛的应用。二硫化钼涂层的制备方法很多,主要有物理气相沉积、化学气相沉积、电镀、化学镀等。在过去很长一段时间里,制备MoS2薄膜的方法主要是真空等离子溅射技术。这种方法能严格控制薄膜的厚度,且能提供较好的薄膜性能。但是,它存在以下缺点:(1)它对溅射靶的质量要求相当严格,一般在生产高质量的薄膜之前需要更换一个新靶,耗费较大;(2)相对于特殊形状的基底需配置相应配套的溅射靶,且为沉积形状复杂的薄膜而采用的复杂的真空设备及其过程的耗费相当大;(3)溅射法制备的薄膜较理想的保存方法是硫化处理,但这会使薄膜表面产生许多小孔,易受化学侵蚀,导致薄膜的性能下降;(4)不适合于沉积形状复杂、大面积薄膜等。由于存在以上缺点,所以人们开始寻求一种更好的方法来制备MoS2薄膜。本文作者采用水煮法、刷镀法(喷涂法)和电泳沉积法等3种MoS2的涂覆方法,制备了二硫化钼涂层,并比较了各种涂层的性能。1实验部分1、1二硫化钼涂层的制备试样选为低碳钢材料,表面经过砂纸打磨,去掉氧化层,并对试样去油清洗,用清水洗,晾干,然后制备MoS2涂层。1、1、1水煮法取50g的MoS2粉末,置于瓷制煮皿,加入十六烷基三甲基溴化铵1g,加水40mL,将试件浸入其中。加热至95～100℃,1h,并进行热处理180℃,1h,即可以获得MoS2涂层。1、1、2刷镀法(喷涂法)将MoS2粉末用丙酮调成糊状放于器皿中,然后将试件埋入其中,晾干,入箱150℃,1h烘干,然后用水冲洗,即可形成MoS2涂层。1、1、3电泳沉积法电泳沉积除设备及其生产过程较简单外,还存在许多优点,如膜厚均匀,薄膜与基底的附着好,防腐性和耐潮湿性好,可均匀涂敷复杂工件等,在涂漆方面有广泛的应用。所以,二硫化钼薄膜的电泳制备方法是一种极具应用潜力的表面处理工艺。考虑到电泳沉积二硫化钼受到很多因素影响,比如沉积电压、沉积时间、二硫化钼的含量、曲拉酮的含量等,采用正交实验法来优化电泳沉积二硫化钼的参数。根据正交试验的要求,电泳沉积主要受到4个因素的影响,因此选择4因素3水平正交试验表L9(34),如表1所示。根据表1,需要试验9次,试验结果见表2。通过以上正交试验,选定了以下试验...