РЕАКЦИОННОЕ ИМПУЛЬСНОЕ ЛАЗЕРНОЕ ОСАЖДЕНИЕ НИЗКО-ФРИКЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ КОМБИНАЦИИ НАНОЛАМЕЛЕЙ 2Н–MOS2 И 2Н–WS2

Исследованы особенности структурообразования и трибологические свойства многослойных покрытий, содержащих нанослои MoS₂ и WS₂. Для формирования покрытий использован метод импульсного лазерного осаждения из мишеней MoS₂ и WO₃ в реакционном газе H₂S при повышенной температуре подложки. Выбранная толщина слоев (~100 нм) исключала смешивание элементов Mo и W между слоями, а применение мишени MoS₂ позволяло дополнить осаждение атомарного потока внедрением в растущее покрытие наношаров Мо. Установлено, что в осаждаемых слоях формировалась слоистая кристаллическая структура, содержащая разно ориентированные нанопластины 2H–MoS₂ и 2H–WS₂. Разрыва в структуре и атомной упаковке наноламелей 2H–MoS₂ и 2H–WS₂ на границе слоев не обнаружено. Исследования трибологических свойств в условиях пониженной влажности среды (относительная влажность 8%) показали, что реализованная в покрытии оригинальная многофазная структура обеспечивала достаточно высокие антифрикционные свойства при трении скольжения. Коэффициент трения при скольжении стального шарика по подложке Si с многослойным покрытием MoS₂/WS₂ толщиной ~2 мкм составлял 0.015–0.02.

1. Li Y., Zhou Z, He Y. // Lubricants. 2023. V. 11. P. 473. https://doi.org/10.3390/lubricants11110473

2. Hu H., He Y., Wang Q., Tao L. // Tribol. Int. 2023. V. 183. P. 108437. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2023.108437

3. Thompson V., Eaton R., Raffray R., Egorov K. // Fusion Eng. Des. 2019. V. 146. P. 345. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2018.12.064

4. Prozhega M.V., Reschikov E.O., Konstantinov E.O., Kharkov M.M., Grigoriev F.A. // J. Frict. Wear. 2022. V. 43 (6). P. 423. https://doi.org/10.3103/S1068366622060125

5. Colas G., Saulot A., Regis E., Berthier Y. // Wear. 2015. V. 330–331. P. 448. https://doi.org/10.1016/j.wear.2015.01.011

6. Ren S., Cao W., Cui M., Wang H. // Surf. Coat. Technol. 2023. V. 458. P. 129317. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2023.129317

7. Hu Y., Wang J., Li W., Tang X., Tan T., Li Z., Feng H., Zhang G. // Vacuum. 2024. V. 221. P. 112889. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112889

8. Zhao X., Lu Z., Zhang G., Wang L., Xue Q. // Surf. Coat. Technol. 2018. V. 345. P. 152. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.04.022

9. Fominski V., Fominski D., Demin M., Romanov R., Goikhman A. // Nanomaterials. 2023. V. 13. P. 1122. https://doi.org/10.3390/nano13061122

10. Romanov R.I., Fominski D.V., Demin M.V., Gritskevich M.D., Doroshina N.V., Volkov V.S., Fominski V.Yu. // Materials. 2023. V. 16. P. 282. https://doi.org/10.3390/ma16010282

11. Gao X., Fu Y., Jiang D., Wang D., Xu S., Liu W., Weng L., Yang J., Sun J., Hu M. // Surf. Coat. Technol. 2018. V. 353. P. 8. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.08.072

12. Li R., Yang X., Zhao J., Yue C., Wang Y., Li J., Meyer E., Zhang J., Shi Y. // Adv. Funct. Mater. 2022. V. 32. P. 2111365. https://doi.org/10.1002/adfm.202111365

13. Jia Q., Yang Z., Zhang B., Gao K., Sun L., Zhang J. // Mater. Today Nano. 2023. V. 21. P. 100286. https://doi.org/10.1016/j.mtnano.2022.100286

14. Shi J., Zha R., Yang Z., Yang J., Zhang W., Wang C., Zhang J. // Mater. Horiz. 2023. V. 10. P. 4148. https://doi.org/10.1039/D3MH00677H

15. Романов Р.И. Фоминский Д.В., Климова Е.В., Фоминский В.Ю. // Упрочняющие технологии и покрытия. 2023. Т. 19 (8). С. 378. https://doi.org/10.36652/1813-1336-2023-19-8-378-384

16. Yelgel C., Yelgel Ö. C., Gülseren O. // J. Appl. Phys. 2017. V. 122. P. 065303. https://doi.org/10.1063/1.4998522

17. Fominski V., Demin M., Fominski D., Romanov R., Goikhman A., Maksimova K. // Nanomaterials. 2020. V. 10. P. 201. https://doi.org/10.3390/nano10020201

18. Fominski V.Yu., Grigoriev S.N., Romanov R.I., Zuev V.V., Grigoriev V.V. // Semiconductors. 2012. V. 46 (3). P. 401. https://doi.org/10.1134/S1063782612030098