[发明专利]一种MoS2

说明书

本发明涉及一种MoS₂陶瓷靶材的制备方法，该制备方法包括以下步骤：首先，将MoS₂原料粉烘干过筛，得到粒度分布均匀、无结块的MoS₂粉末；然后，将MoS₂粉末均匀地填充到模具中，在真空条件下进行热压烧结，然后冷却、脱模，得到烧结坯；最后，将烧结坯进行机加工，得到符合尺寸和表面质量要求的靶材。本发明提供的制备方法，工艺过程简单，成形效果较好，更具成本效益，利于工业化大规模生产，具有广阔的应用前景；制备的靶材纯度高，≥99.5％，晶粒细小均匀，平均晶粒尺寸≤5μm，致密度≥95％，且靶材为单一的MoS₂相结构；靶材性能稳定，溅射效果更优，作为制备固体润滑涂层的源材料，提高了涂层的摩擦学性能。

技术领域

本发明涉及一种MoS₂陶瓷靶材的制备方法，属于粉末冶金材料技术领域。

背景技术

航空航天、空间技术的发展以及高温、高压等许多苛刻工况条件已超越了润滑油或润滑脂的使用极限。在此情况下，固体润滑技术应运而生，它能满足流体润滑无法满足的某些工况，可在高温、高负荷、超低温、超高真空、强氧化、强辐射等特殊环境条件下有效的润滑机械部件。

固体润滑薄膜技术是近三十年来摩擦学研究的重点，已经在航空航天等军工高技术领域解决了一系列特殊工况下的润滑难题。它通过在硬金属基材表面涂覆一层剪切强度很小的薄膜，由硬基体承受载荷，在不增加摩擦副间接触面积的同时，又能降低剪切强度，摩擦力和摩擦系数也都有较大降低，从而起到固体润滑的作用。固体润滑材料分为层状物(FeS、MoS₂、WS₂、石墨)、聚合物、软金属和无机化合物四类。目前使用最广泛的固体润滑材料为MoS₂，具有六方晶系层状结构，它的摩擦系数很低，在干燥空气和高真空中的摩擦系数约为0.05-0.09。溅射沉积制备的MoS₂薄膜不仅摩擦系数小、承载能力大、耐磨性好，而且具有与底材的粘附力强、蒸发率低、耐辐射等优点，在国防、机械、电子等行业已得到了广泛应用，特别是在航空航天领域中，有着广阔的应用前景。

近年来，国内外有关MoS₂的研究主要集中在如何改善镀膜工艺和薄膜改性方面，而关于靶材制备工艺方面却鲜有报道。溅射靶材的制备工艺包括熔炼法和粉末冶金法。MoS₂中钼和硫的熔点、密度差别很大，且高温下MoS₂易分解，采用普通熔炼法难以获得成分均匀的陶瓷靶材；而粉末冶金法可以解决这一问题。冷压烧结和热压烧结是制备MoS₂靶材的最常用方法，但制备的靶材存在纯度低，致密度低，组织不均匀等问题。如文献《沉积条件对 MoS₂薄膜生长特性的影响》(王吉会，兵器材料科学与工程，2005,7,28(4): 34-37)中，作者试验采用的冷压靶材和热压靶材密度只有2.4g/cm³和 3.3g/cm³，对应致密度只有50％和69％。

发明内容

本发明目的在于提供一种高质量MoS₂陶瓷靶材的制备方法，该方法制备的MoS₂块体致密度高，纯度好，晶粒细小均匀，溅射性能稳定，满足制备固体润滑涂层的要求，能提高涂层的摩擦学性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种MoS₂陶瓷靶材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将MoS₂原料粉烘干过筛，得到粒度分布均匀、无结块的MoS₂粉末；

步骤二，将步骤一得到的所述MoS₂粉末均匀地填充到模具中，在真空条件下进行热压烧结，然后冷却、脱模，得到烧结坯；