通过改变链长设计具有定制机械性能的人工锌磷酸盐摩擦膜
材料科学
2025-06-18 v1 应用物理
摘要
二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）作为最突出的润滑添加剂，形成主要由含硫化物的锌磷酸盐玻璃组成的摩擦膜。由于硫与环保问题相关，无硫锌磷酸盐涂层从Zn3(PO4)2靶材溅射并在此进行了研究。基于X射线光电子能谱（XPS）测定的桥接氧与非桥接氧比，沉积后的涂层被归类为偏磷酸盐。随着退火温度的升高，链长缩短，这由XPS数据表明，表现为涂层表面磷和氧的损失，可能是由于与大气中的水发生水解。透射电子显微镜能量色散X射线光谱线扫描表明，退火引起的涂层表面XPS揭示的组成变化发生在整个涂层厚度上。这种组成变化和链长缩短导致硬度升高、杨氏模量降低和耐磨性下降。因此，人工锌磷酸盐摩擦膜的性能可通过热刺激引起的组成变化进行定制，从而实现从偏磷酸盐到正磷酸盐的链长交替，进而实现具有所需机械性能的涂层设计。
引用
@article{arxiv.2506.13808,
title = {Designing artificial zinc phosphate tribofilms with tailored mechanical properties by altering the chain length},
author = {Sebastian Lellig and Subisha Balakumar and Peter Schweizer and Eva P. Mayer and Simon Evertz and Marcus Hans and Damian M. Holzapfel and Yin Du and Qing Zhou and Martin Dienwiebel and Johann Michler and Jochen M. Schneider},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.13808},
year = {2025}
}
备注
Manuscript: 19 pages, 6 figures. Supplementary information: 2 pages, 3 figures