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本文通过纳米复合电刷镀技术、低温离子渗硫技术以及磁控溅射技术分别制备了Ni-MoS2/C、FeS以及Mo/MoS2三种固体润滑膜层材料,旨在研究三种硫系固体润滑膜层材料的空间摩擦学性能。分别使用扫描电子显微镜、X射线应力测定仪、XPS光电子能谱、检测了三种薄膜材料的表面形貌、组织成分、力学性能以及相结构,采用透射电子显微镜分析了纳米石墨颗粒在Ni-MoS2/C涂层材料中的弥散分布情况,选用纳米压痕仪对Mo/MoS2薄膜材料的力学性能进行了分析,并采用扫描电子显微镜分别分析了三种不同材料的磨痕形貌。 结果表明:(1)Ni-MoS2/C复合镀层的镀层表面平整,组织均匀且晶粒细小,镀层与基体结合良好且该复合镀层摩擦学性能优异。添加的纳米石墨颗粒提高了Ni-MoS2薄膜抗潮性,在相对湿度100％的气氛中储藏后Ni-MoS2/C复合薄膜依旧保持了较好的摩擦学性能。纳米石墨颗粒改善了镀层的韧性,相对纯Ni-MoS2薄膜摩擦温和、磨损量降低。原子氧对电刷镀Ni-MoS2/C复合镀层的氧化腐蚀作用明显。辐照5h后材料表面出现明显的氧化膜,表面的氧化膜使得材料摩擦因数在摩擦实验初期阶段有所降低但润滑薄膜部分氧化以及整体结构的破坏导致其减磨寿命明显降低。 (2)通过低温离子渗硫技术成功的在GCr15基体上制备了厚约7μm的FeS渗硫层,渗硫层表面疏松并伴随有少量孔隙。高真空条件下FeS渗硫层表现出较低的摩擦系数,摩擦曲线呈现出典型的“启动-跑合-稳定”三个阶段,渗硫层数微米的厚度决定了其在干摩擦条件下减磨耐磨寿命相对较短。经原子氧辐照数小时后薄膜氧含量明显升高,表面氧化膜的形成在一定时间内降低了薄膜的摩擦系数,原子氧辐照后微量氧化产物的出现使薄膜的摩擦系数出现了局部波动。 (3)采用“磁控溅射单质钼膜+辅助低温离子渗硫”技术成功的在GCr15基体上制备了Mo/MoS2复合固体润滑薄膜材料。磁控溅射单质钼膜在真空条件下并不具备减磨作用,经低温离子渗流处理后得到的Mo/MoS2在高真空环境下表现出了优异的摩擦学性能。空间原子氧的溅射效应影响了薄膜的平整性进而导致初始摩擦系数较高,磨损稳定后薄膜依旧表现出了优异的空间摩擦学性能。