SCOPUS
SCIE
Superior lubrication of dense/porous-coupled nanoscale C/WS<sub>2</sub> multilayer coating on ductile substrate
저자
Xu, Shusheng ; Liu, Yuzhen ; Gao, Mingyu ; Kang, Kyeong-Hee ; Shin, Dong-Gap ; Kim, Dae-Eun
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
724-732(9쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Sputtered carbon material has been receiving much attention as a solid lubricant coating owing to its high hardness and low coefficient of friction. However, its relatively low wear resistance performance when applied on a ductile substrate has limited its use in certain applications. In this work, a porous WS<SUB>2</SUB> sublayer was introduced to the sputtered carbon-based nanoscale multilayer coating to improve its tribological properties. The microstructural, mechanical and tribological properties of the nanoscale C/WS<SUB>2</SUB> multilayer coating were systematically investigated using various analytical techniques. Through structural optimization, a durable coating with excellent wear resistance and low frictional performances could be attained for a ductile steel substrate. The excellent toughness allowed the coating to deform with the ductile substrate without fracturing during contact sliding process. Furthermore, the first self-destruction and then recombination behaviors of dense/porous-coupled nanoscale multilayer coating as well as the selective release of carbon component to the contact interface driven by the frictional interaction aided in maintaining low friction. As a result, the nanoscale multilayer coating showed approximately 100-fold greater wear resistance than that of pure hard carbon coating on a ductile steel substrate.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> A hard/soft-coupled nanoscale C/WS<SUB>2</SUB> multilayer coating was constructed by sputtering. </LI> <LI> The multilayer coating exhibited excellent synchronized deformation with the ductile steel substrate. </LI> <LI> Multilayer coating on ductile steel showed 100-fold longer wear life than that of a stiff C coating. </LI> <LI> The rearranged coating on the formed deep wear track resulted in improved lubrication performance. </LI> <LI> That provided a novel way to develop lubricant protection layer on ductile material surface </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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