ایجاد پوشش روانکار جامد دی سولفید مولیبدن روی فولاد با استفاده از روش رسوب بخار شیمیایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه تهران

چکیده

دی سولفید مولیبدن (MoS2) یکی از پرکاربردترین روانکارهای جامد است که به روش‌های مختلف، روی سطوح تحت سایش اعمال می‌شود. در این پژوهش با استفاده از روش رسوب بخار شیمیایی (CVD) پوشش MoS2 در دماهای 400، 500، 600 و 700 درجه سانتی­گراد، روی زمینه فولادی اعمال شد. پوشش با استفاده از EDX، XRD، FTIR، سختی سنج و زبری سنج، مشخصه یابی شد. نتایج نشان داد که با تبخیر همزمان پودر گوگرد و تری اکسید مولیبدن (MoO3)، در محفظه CVD، پوششی پیوسته و یکنواخت با ترکیبی از MoS2 و دی‌اکسید مولیبدن (MoO2) ایجاد می‌شود. افزایش دمای زیرلایه باعث افزایش ضخامت پوشش و افزایش نسبت فاز MoS2 به MoO2 می­گردد. اندازه دانه پوشش‌های ایجاد شده در شرایط مختلف رسوب‌دهی 120-50 نانومتر و ضخامت و سختی پوشش به ترتیب 30-17 میکرومتر و 480- 260 ویکرز بود.

کلیدواژه‌ها


1. T. Scharf and S. Prasad, Solid lubricants: a review, Journal of Materials Science, 48(2013)511-531.
2. I. Efeoglu, Sputtering MoS2-based Coatings, in Encyclopedia of Tribology, ed: Springer, 2013, pp. 3233-3252.
3. O. Smorygo, S. Voronin, P. Bertrand, and I. Smurov, Fabrication of thick molybdenum disulphide coatings by thermal-diffusion synthesis, Tribology Letters, 177(2004)23-726.
4. L. A. Dobrzański, D. Pakula, and M. Staszuk, Chemical Vapor Deposition in Manufacturing, in Handbook of Manufacturing Engineering and Technology, ed: Springer,(2015)2755-2803.
5. L. K. Tan, B. Liu, J. H. Teng, S. Guo, H. Y. Low, and K. P. Loh, Atomic layer deposition of a MoS2 film, Nanoscale, 6, (2014)10584-10588.
6. N. Imanishi, K. Kanamura, and Z. i. Takehara, Synthesis of MoS2 thin film by chemical vapor deposition method and discharge characteristics as a cathode of the lithium secondary battery, Journal of the Electrochemical Society, 139(1992)2082-2087.
7. Y. Kim, H. Bark, G. H. Ryu, Z. Lee, and C. Lee, Wafer-scale monolayer MoS2 grown by chemical vapor deposition using a reaction of MoO3 and H2S, Journal of Physics: Condensed Matter, 28(2016) 184002.
8. H. Li, J. Wu, Z. Yin, and H. Zhang, Preparation and applications of mechanically exfoliated single-layer and multilayer MoS2 and WSe2 nanosheets, Accounts of chemical research, 47(2014) 1067-1075.
9. N. K. Perkgöz, CVD growth and characterization of 2D transition metal dichalcogenides MoS2 and WS2,( 2017).
10. B. Gao and X. Zhang, Synthesis of MoS2 inorganic fullerene-like nanoparticles by a chemical vapour deposition method, South African Journal of Chemistry, 67(2014)06-10.
11. J. H. Park and T. S. Sudarshan, Chemical Vapor Deposition: A S M International, (2001).
12. N. H. H. Phuc, T. Okuno, N. Hakiri, G. Kawamura, A. Matsuda, and H. Muto, Synthesis of high-edge exposure MoS2 nano flakes, Journal of Nanoparticle Research,16(2013)1-5.
13. P. W. Centers, Molybdenum disulfide - molybdenum oxide lubricants, ed: Google Patents, (1989).
14. Y. Zhao, Y. Zhang, Z. Yang, Y. Yan, and K. Sun, Synthesis of MoS2 and MoO2 for their applications in H2 generation and lithium ion batteries: a review, Science and Technology of Advanced Materials, (2016).
15. L. Wang, C.-Y. Bu, G.-H. Zhang, T. Jiang, and K.-C. Chou, Preparation of MoO2 by the solid state reaction between MoS2 and MoO3, JOM, 68(2016)1031-1036.