ZrO2薄膜的力学性能和摩擦学性能研究

刘晓红¹，杨生荣¹，单小东²，王金清¹

(1.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,甘肃,兰州,730000;
2.西北永新化工股份有限公司,甘肃,兰州,730000)

摘要:在单晶硅表面成功地获得了自组装单层薄膜(MPTS-SAM),并将薄膜表面的巯基(-SH)完全氧化成磺酸基(-SO3H),从而获得了磺酸化的MPTS-SAM.采用静电自组装技术成功使ZrO2纳米微粒组装到磺酸化的MPTS-SAM表面获得淀积ZrO2薄膜.将ZrO2薄膜分别在500℃和800℃进行热处理后,ZrO2薄膜的厚度逐渐减小,这可能是随着温度的升高薄膜的表面密度逐渐增大所致.对ZrO2薄膜的力学和抗划伤性能分析发现:随着温度的升高,ZrO2薄膜的硬度和弹性模量依次增加,同时薄膜的抗划伤性能也逐渐提高.摩擦磨损实验表明:利用该方法制备的ZrO2薄膜经800℃烧结处理后适于在低负荷、低滑动速度下作为减摩、抗磨保护性涂层.

关键词:氧化锆薄膜; 力学性能; 抗划伤性能; 摩擦学性能;

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