脉冲激光沉积VN/Ag复合薄膜的组织及摩擦学性能研究

国洪建^1,2,3，贾均红¹，张振宇³，梁补女³，陈文元^1,2，李博¹，汪建义^1,2

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2. 中国科学院大学3. 兰州工业学院机电工程学院

摘 要：利用脉冲激光沉积技术制备了不同Ag含量的VN/Ag复合薄膜,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、纳米力学测试系统等设备表征薄膜的组织结构、成分、表面形貌及力学性能,利用UMT-3摩擦试验机考察薄膜在室温至900℃下的摩擦学性能。结果表明,随着Ag含量的增多,薄膜的组织形貌变差,硬度及弹性模量降低。当Ag含量为16%（原子分数）时薄膜在试验温度范围内的摩擦学性能最佳。由于Ag在低温的润滑特性及高温摩擦化学反应生成了新的润滑相,如V2O5、V6O11、V6O13、Ag3VO4、AgVO3等,使得摩擦系数随温度的升高而逐渐降低,在900℃下取得最低值0.08,实现了宽温域内的连续润滑。

关键词：脉冲激光沉积;VN/Ag薄膜;摩擦学性能;润滑机理;