view in publisher's site

The Effects of Environmental Water and Oxygen on the Temperature-Dependent Friction of Sputtered Molybdenum Disulfide

Molybdenum disulfide (MoS2) is well known for exceptional friction and wear properties in inert and high vacuum environments. However, these tribological properties degrade in humid and high temperature environments for reasons that are not fully understood. A prevailing hypothesis suggests that moisture and thermal energy facilitate oxidation, which increases the shear strength of the sliding interface. The purpose of this study is to elucidate the contributions of water, oxygen, and temperature to the tribological degradation of MoS2. Generally speaking, we found a minimum friction coefficient that occurred at a temperature we defined as the transition temperature. This transition temperature ranged from 100 to 250 °C and was a strong function of the MoS2 preparation and thermal sliding history. Below the transition temperature, friction increased with increased water, but was insensitive to oxygen. Above the transition, friction increased with increased oxygen, but decreased to a limited extent with increased water. These results are generally consistent with prior results, but clarify some inconsistencies in the literature discussions. Contrary to the prevailing hypothesis, the results suggest that water does not promote oxidation near room temperature, but directly interferes with lamellar shear through physical bonding. Increased temperatures drive off water and thereby reduce friction up to the transition temperature. The results suggest that oxidation causes increased friction with increased temperature above the transition temperature. The data also suggest that water helps mitigate high temperature oxidation by displacing the environmental oxygen or by preferentially adsorbing to the surface.

اثرات آب و اکسیژن محیطی بر روی اصطکاک وابسته به دما of Molybdenum disulfide

Molybdenum دی سولفید (MoS۲)به خوبی برای اصطکاک استثنایی و خواص سایشی در محیط‌های خلا و خلا بالا شناخته شده‌است. با این حال، این خواص تریبولوژیکی به دلایلی که کاملا درک نشده اند، در محیط‌های مرطوب و دمای بالا تخریب می‌شوند. یک فرضیه رایج نشان می‌دهد که رطوبت و انرژی گرمایی اکسیداسیون را تسهیل می‌کنند، که مقاومت برشی رابط لغزش را افزایش می‌دهد. هدف از این مطالعه، روشن کردن سهم آب، اکسیژن و دما برای تخریب tribological MoS۲ است. به طور کلی، ما یک ضریب اصطکاک حداقلی را یافتیم که در دمای گذار ما به عنوان دمای گذار در نظر گرفته شد. دمای گذار بین ۱۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتی گراد بود و عملکرد قوی آماده‌سازی MoS [ ۲ ] و تاریخچه لغزشی حرارتی بود. در زیر دمای گذار، اصطکاک با افزایش آب افزایش یافت، اما نسبت به اکسیژن حساس نبود. علاوه بر گذار، اصطکاک با افزایش اکسیژن افزایش یافت اما به مقدار محدودی با افزایش آب کاهش یافت. این نتایج به طور کلی با نتایج قبلی سازگار هستند، اما تناقضات موجود در بحث‌های ادبیات را روشن می‌کنند. برخلاف فرضیه رایج، نتایج نشان می‌دهد که آب اکسیداسیون را در نزدیکی دمای اتاق ترویج نمی‌دهد، بلکه مستقیما با برش عرضی از طریق پیوند فیزیکی تداخل می‌کند. افزایش دما باعث کاهش آب می‌شود و در نتیجه اصطکاک را تا دمای گذار کاهش می‌دهد. نتایج نشان می‌دهد که اکسیداسیون باعث افزایش اصطکاک با افزایش دما در بالای دمای گذار می‌شود. این داده‌ها همچنین نشان می‌دهند که آب به کاهش اکسیداسیون دما با جابجایی اکسیژن محیطی و یا جذب فلز ترجیحا به سطح کمک می‌کند.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.