Влияние условий импульсного лазерного осаждения на трибологические свойства тонкопленочных наноструктурированных покрытий на основе диселенида молибдена и углерода

Исследованы структурное состояние и трибологические свойства градиентных и композитных антифрикционных покрытий, полученных методом импульсного лазерного соосаждения из двух мишеней MoSe$_2$(Ni) и графита. Покрытия наносились на стальные подложки в вакууме и в инертном газе, в том числе с применением противокапельного экрана, предотвращающего напыление из лазерного факела на покрытие частиц микронных размеров. Осаждение лазерного факела из графитовой мишени и приложение отрицательного потенциала к подложке обеспечивали дополнительную бомбардировку создаваемых покрытий высокоскоростными атомами. В результате сравнительных трибо-испытаний на воздухе с относительной влажностью $\sim$50% установлено, что “бескапельное” осаждение лазерно-инициированного атомарного потока в тени экрана позволяло заметно улучшить антифрикционные свойства покрытий MoSe$_x$, снижая коэффициент трения от 0.07 до 0.04. Однако наилучшие трибохарактеристики, сочетающие низкий коэффициент трения и повышенную износостойкость, обнаружены в условиях дополнительного легирования “бескапельных” покрытий MoSe$_x$ углеродом (до $\sim$55 at.%) и эффективной бомбардировки осаждаемых слоев высокоскоростными атомами. В таких условиях формировалась плотная нанокомпозитная структура, содержащая самосмазывающуюся MoSe$_2$-фазу и аморфную углеродную фазу с достаточно высокой концентрацией алмазных связей.