1193 / 2023-03-17 23:42:05

空间颤振环境MoS2/Au膜碰撞滑动接触摩擦性能研究

随着航天技术的发展，人们期望的航天活动范围和时限逐渐加大，由于航天器工作地点的远程性，启动后通常没有机会补充更换润滑剂。空间微重力环境使部件易受轻微扰动产生不规则碰撞，影响摩擦性能。因此，研究空间微重力环境下润滑膜的摩擦性能对提高航天器寿命及稳定性具有重要意义。本文基于空间机构运动特性，考虑空间颤振环境影响，建立碰撞滑动接触分子动力学模型，对比由Au和MoS₂两种材料组成的不同双层/多层膜摩擦性能，以性能较好的MoS₂/Au/MoS₂/Au膜为研究对象，在Au基体上引入纹理，研究软金属润滑、软金属纹理润滑、多层膜软金属润滑、多层膜平铺软金属纹理润滑和多层膜填充软金属纹理润滑等方式的润滑效果。结果表明：相比于纯Au膜，由Au和MoS₂组成的不同双层/多层膜摩擦力均有较大程度减小，其中MoS₂/Au/MoS₂/Au膜夹层中的Au膜作为牺牲层吸收碰撞能量，保护Au基体免受碰撞破坏，摩擦力较小；纹理表面减小了压头与基体的接触面积，减小压头运动阻力，具有良好的减摩能力。研究发现表面纹理、多层膜及多层膜与纹理协同润滑均可以有效降低碰撞滑动接触过程中的平均摩擦力，有助于空间颤振环境润滑设计研究。