第十三届全国青年表面工程学术会议

104 / 2021-04-02 11:37:57

射频溅射与液相合成法相结合制备优异耐环境性能的MoS2基复合薄膜

MoS2 - Cr3O4/Cu2O复合薄膜； 液相合成；耐环境；超疏水；核壳结构

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为改善溅射MoS₂ 薄膜的耐环境性能，本研究采用射频溅射MoS₂薄膜与液相合成纳米颗粒（Cu₂O， Cr₃O₄）相结合的方法，制备了新型MoS₂ - Cr₃O₄、MoS₂ - Cu₂O复合薄膜。通过将尺寸分别为5 nm，150nm 和500 nm 以及形状从纳米球到纳米棒的Cr₃O₄纳米颗粒修饰到MoS₂薄膜，制备MoS₂ - Cr₃O₄基复合薄膜， 并探究了该复合薄膜在大气和真空下的摩擦学性能。在此基础上， 通过控制纳米颗粒（Cu₂O）在溅射MoS₂ 薄膜表面的形貌，成功合成超疏水MoS₂ - Cu₂O 复合薄膜。研究结果表明，纳米颗粒能占据溅射薄膜中的悬键，从而减少薄膜与空气反应的机会，提升复合薄膜在大气环境下的摩擦学性能。过量的纳米颗粒会在MoS₂表面生成规则的纳米簇，纳米簇增大了水滴与复合薄膜表面的接触角，从而达到超疏效果。此外，纳米颗粒在摩擦界面会发生滚动，同时包裹MoS₂层，生成Cr₃O₄@ MoS₂以及Cu₂O @ MoS₂ 核壳结构。这种软硬结合的核壳结构能有效的降低薄膜在摩擦过程中的摩擦系数。