Page 124 - 摩擦学学报2025年第4期

612 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

录时间从压力加载到预定压力的95%时开始. SEM照片. 由图3可知，2种MoS 颗粒均呈现比较复杂
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摩擦过程中的稳定系数ω可由下式求出： 的异形形状，但2种镀层金属在MoS 颗粒表面形成了
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µ a 完整覆盖，且镀层相对致密. MoS @Cu和MoS @Ni的
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ω = (3)
颗粒形貌与制备工艺有关. MoS 多为化学法制备的细
µ max
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式中，μ 为摩擦过程中摩擦系数的最大值. 粉剂，为使其具有一定的粒度，常采用造粒的方法使
max
试验过程中的磨损量为单位能量下的体积磨损， 细粉末产生团聚，进而形成具有一定粒度的大颗粒.
如下式所示： 因此，颗粒往往具有复杂的形状. 一般来说，团聚后的
(l t −l i )S ρ MoS 表面较为粗糙且比表面积较高，有利于后续镀
W = (4) 2
N · E 层工艺中镀层金属在颗粒表面沉积，获得MoS 颗粒
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式中，l 与l 分别为重复测试前后摩擦材料或摩擦对偶 具有较为平滑和完整的金属镀层，有利于改善和提高
i
t
材料的线磨损，S为摩擦副的名义接触面积，ρ为摩擦
MoS 与基体的结合强度.
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材料的密度，N为测试次数，E为摩擦过程中材料承受 图4所示为2种改性MoS 与Cu基体结合界面的界
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的能量，可以采用下列公式计算： 面特征. 由图4可知，2种MoS 均能够形成与基体结合
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1 紧密的界面. 但需要注意MoS @Cu与基体接触处形
E = Iω 2 (5) 2
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成了灰白相间的新相，如图4(c)标记区域所示. 进一步
式中，E为制动能量，I为主轴惯量，ω为转动角速度.
对2种改性MoS 与Cu基体的界面的主要元素进行EDS
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采用扫描电子显微镜(SEM, QUANTA FEG 250) (能谱仪)线扫描分析，可以发现对于2种MoS 与Cu基
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观察2种不同镀层MoS 颗粒的形貌、材料结合界面和 体形成的界面而言，界面处的金属元素Cu、Ni呈梯
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磨损表面，并在观察的基础上开展元素分析检测. 采 度变化，说明2种改性MoS 的表面镀层与基体之间
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用XRD (X射线衍射仪，Rigaku 2550VB)分析材料烧结 发生了相互扩散，形成了具有扩散结合界面. 尤其对于
后的相组成，采用Hirox KH-7 700型光学显微镜观察 MoS @Cu粉末而言，其界面处元素变化的梯度相对
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摩擦材料的金相组织. 采用CSM微滑擦试验机检测 较为缓慢，且随着扫描距离开始呈震荡变化，说明界
2种改性MoS 与Cu基体的结合强度(金刚石压头半径 面处可能形成了多种元素构成的化合物，形成的结合
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为10 μm，滑擦压力为0.05 N).
界面可能为扩散-反应结合界面.
为了进一步探索2种改性MoS 经烧结后的分解
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2 结果与讨论
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情况，采用XRD分析了Cu-MoS @Ni和Cu-MoS @Cu
2.1 改性MoS 粉末及其与基体形成界面的特性 试样的相组成，如图5所示. 可以发现，经过烧结，Cu-
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由于本研究中使用的MoS 分别采用Cu与Ni进行 MoS @Cu的试样中MoS 仍然发生了少量的分解，形
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镀层，其颗粒形貌特征相比未处理MoS 存在差异，故 成了少量以Cu 1.96 S和Cu 5.40 Mo S 为代表的新硫化物
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在试验前还需对含不同镀层MoS 粉末特征进行细 相. 而对于Cu-MoS @Ni样品，烧结后的物相与烧结前
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致分析. 图3所示为2种含不同镀层MoS 的典型形貌的 基本保持一致.
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(a) (b)

20 μm 20 μm

Fig. 3 SEM micrographs of typical morphology of MoS 2 @Cu and MoS 2 @Ni particle: (a) MoS 2 @Cu; (b) MoS 2 @Ni
图 3 MoS 2 @Cu和MoS 2 @Ni典型粉末颗粒的SEM照片：(a) MoS 2 @Cu；(b) MoS 2 @Ni