钒掺杂对二硫化钼涂层的微观结构、化学稳定性、机械性能和摩擦学性能的影响

目的——本研究旨在探究钒掺杂对溅射制备的二硫化钼涂层的微观结构、化学稳定性、机械性能以及真空摩擦学性能的影响。设计/方法/流程——通过磁控溅射技术调节钒靶电流来制备二硫化钼-钒涂层。采用场发射扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、电子探针 X 射线微分析仪、拉曼光谱仪、X 射线光电子能谱仪、高分辨率透射电子显微镜和能量色散光谱仪来测量涂层的结构特征和元素含量。利用纳米压入技术测试沉积涂层的硬度。使用球盘摩擦仪研究二硫化钼-钒涂层的真空摩擦学性能。结果——在二硫化钼涂层中引入钒会导致更致密的微观结构。涂层的硬度随着钒掺杂量的增加而增加。在 0.2 安培的电流下沉积的二硫化钼-钒涂层在真空条件下获得了最低的摩擦系数（0.043）。随着钒掺杂量的增加，涂层的磨损率先是降低，随后又升高。其中，在电流为 0.5 安培时沉积的涂层磨损率最低，为 2.2×10–6 立方毫米/牛·米。创新性/价值 – 本研究阐明了钒掺杂对真空环境中二硫化钼涂层润滑机制的作用，并且二硫化钼 - 钒涂层有望在太空环境中作为固体润滑剂得到应用。