固体润滑国家重点实验室（LSL）知识库

本论文采用三种WS₂基固体润滑薄膜(纯WS₂薄膜、WS₂-MoS₂复合薄膜和WS₂-MoS₂/Ag复合薄膜)与几种空间用液体润滑剂构筑了固液复合润滑体系，并深入研究了复合润滑体系的结构、组成、相容性、模拟空间环境下的摩擦学性能和摩擦磨损机理。主要结论如下：

1. WS₂薄膜与聚烯烃取代环戊烷(P201)和硅碳氢(SiCH)组成的复合润滑体系在摩擦过程中均能够在对偶表面形成有效的转移膜，减少了金属间的直接接触，提高了摩擦表面的承载能力，表现出了优异的减摩抗磨性能。WS₂薄膜与全氟聚醚(815Z)和氟丙基氯苯基硅油(FCPSO)组成的复合润滑体系，未能在对偶表面形成有效的转移膜而使薄膜快速地损耗，最终导致复合润滑体系的失效。基于此，我们认为以上两种碳氢类润滑油(P201和SiCH)与 WS₂薄膜具有协同润滑效应，更适于WS₂基固液复合润滑体系的构筑。

2. 添加MoS₂后，WS₂-MoS₂薄膜的微观结构、力学性能相比WS₂薄膜均得到了一定的改善，而与之相应的WS₂-MoS₂薄膜基固液复合润滑体系的摩擦学性能也获得提高。WS₂-MoS₂/MACs(多烷基环戊烷)复合润滑体系在真空条件下表现出了较低的摩擦系数、较小的摩擦噪声以及良好的耐磨损性能(磨损率比WS₂-MoS₂薄膜干摩擦低一个数量级以上)，具有良好的协同润滑效应。WS₂-MoS₂/CPSO(甲基氯苯基硅油)复合润滑体系在真空条件下的耐磨损性能和润滑性能均低于WS₂-MoS₂复合薄膜干摩擦条件下的性能，未能表现出协同润滑效应。摩擦磨损机理研究发现，WS₂和MoS₂不同取向的晶面和液体润滑剂分子的选择性结合对固液复合润滑体系的摩擦学行为有重要影响，与极性较小和分子结构中含有较多烷烃链的润滑油(MACs)复合后更有利于协同润滑效应的产生。

3. 通过软金属Ag掺杂制备的WS2-MoS₂/Ag薄膜具有致密的微观结构和良好的力学性能，因此有效改善了复合润滑体系的摩擦学性能。WS₂-MoS₂/Ag薄膜与两种离子液体：三丁基甲基季鏻盐二甲基磷酸酯(IL1)和三异辛基十四烷基季鏻盐二异辛基磷酸酯(IL2)组成的固液复合润滑体系在真空条件下均表现出了优异的摩擦学性能，表现出了良好的协同润滑效应。摩擦磨损机理研究发现，WS₂-MoS₂/Ag/IL2固液润滑体系中IL2离子液体分子的长链烷烃结构与 “基面”取向的 WS₂和MoS₂晶面结合性较好，明显优化了复合润滑体系的摩擦学性能。WS₂-MoS₂/Ag/IL1复合润滑体系中IL1型离子液体优良的边界润滑性能有利于改善复合润滑体系的润滑状态。