磁控溅射MoS2/SiC复合材料在硅基底上的摩擦学性能：成分与环境条件的影响

《Langmuir》：Tribological Performance of Magnetron-Sputtered MoS2/SiC Composites on Silicon Substrates: Influence of Composition and Ambient Conditions

硅基表面润滑耐磨复合涂层协同效应研究。通过磁控溅射制备不同SiC/MoS?比例复合涂层，发现MoS?含量增加使平均摩擦系数从0.124降至0.082，但缺失SiC中间层（S6）时性能下降，表明SiC增强耐磨与MoS?固体润滑的协同作用。创新构建梯度复合涂层体系，建立定量模型揭示多组分材料协同润滑机制，为硅基器件表面涂层设计提供理论支撑。

　　

为了研究碳化硅（SiC）和二硫化钼（MoS₂）复合涂层成分比例对硅基底摩擦学性能的调控机制，通过磁控溅射技术制备了一系列复合薄膜。通过旋转摩擦测试来测量其摩擦学性能，结果发现：随着MoS₂含量的增加，平均摩擦系数（ACOF）（共3个样本）从0.124 ± 0.007单调降低到0.082 ± 0.004。然而，当没有SiC中间层时（S6），摩擦系数反而升高，这表明MoS₂与SiC之间存在最佳的溅射比例（S5的ACOF比S1降低了33%）。结合成分比例的分析，研究了SiC的耐磨增强效应与MoS₂的固体润滑效应之间的协同机制。创新性地构建了一种SiC和MoS₂溅射时间连续变化的复合薄膜系统，并建立了定量模型，以深入了解多组分材料的协同润滑机制。此外，这些发现有助于理解基于硅的器件表面耐磨润滑膜的成分设计及机制研究。