磁控溅射法制备MoS₂薄膜具有沉积速率高、成膜质量好等特点,尤其是成膜温度低,不影响基材的性能,所以很适用于金属表面改性。本文主要研究钢基上用射频磁控溅射法制备MoS₂薄膜,同时研究了钢基上MoS₂/SiC双层薄膜的制备及其性能。本文采用MoS₂、SiC为靶材,在以GCr15为主的基材上制备了MoS₂单膜与MoS₂/SiC双层薄膜,通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、摩擦磨损以及划痕试验仪等手段系统研究了溅射工艺参数对薄膜形貌、结构和性能的影响。研究结果表明:采用射频磁控溅射法,在功率为200W、工作气压为3Pa、时间为2h的条件下获得的MoS₂薄膜性能最佳。表面形貌分析显示,MoS₂薄膜形貌与沉积过程中沉积原子从衬底表面获得的扩散能量有关;足够的扩散能量下薄膜按层状模式生长,扩散能量不足时薄膜按层岛复合模式生长。MoS₂薄膜表层XRD分析表明,退火对MoS₂薄膜的结构影响不大,薄膜沉积时衬底加热对MoS₂薄膜的结构影响明显,尤其是衬底加热500℃时MoS₂薄膜结构变化显著。摩擦磨损试验结果显示,无论是单层MoS₂薄膜还是双层MoS₂/SiC薄膜都具有优良的减摩性能。基材摩擦系数约为0.9,沉积MoS₂薄膜后摩擦系数骤减至0.11左右。结合力测试结果显示,双层膜的结合力约为21N。通过在MoS₂膜层与SiC膜层间添加Ti中间层、SiC膜层与基体间添加Ni-P中间层,MoS₂/SiC双层膜的结合力有了提高,约为26N。