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基于银纳米颗粒扩散主导的缺陷修复策略提升类三明治结构二硫化钼/银/碳化钨纳米多层膜的环境适应性†

在工业应用中，二硫化钼薄膜的稳定性与环境适应性是实现低摩擦、低磨损的关键。然而，当前溅射制备的二硫化钼薄膜存在硬度不足、结晶性差、易氧化等固有缺陷，制约了其使用寿命与使用可靠性。本研究设计了一种类三明治结构纳米多层膜，由二硫化钼与碳化钨层交替堆叠，并复合银纳米颗粒构成。该结构展现出优异的耐腐蚀性，可有效保护膜内二硫化钼，在大气环境中暴露18个月仍保持稳定，且在21天盐雾试验中仅出现轻微腐蚀。类三明治结构二硫化钼/银/碳化钨纳米多层膜的优异环境稳定性，归因于膜内形成的大量异质界面，以及银原子通过薄膜缺陷通道的自发扩散与修复作用，从而阻挡了腐蚀介质的侵入。此外，在摩擦过程中，银凭借自身高迁移性与高延展性，可在对偶磨球表面形成致密的摩擦膜，包覆生成的金属氧化物，有效抑制粘着磨损的发生。因此，该薄膜即便经过长期盐雾腐蚀与大气暴露，仍表现出极低的磨损率（1.25×10⁻⁷立方毫米每牛米）。本研究为通过自修复机制设计长寿命、高环境适应性的二硫化钼基材料提供了通用方法。

服务对象 ： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进海洋材料重点实验室
发表时间： 2024年9月13日
发表期刊： Materials Horizons
文章链接： https://doi.org/10.1039/D4MH00867G