MoS2+Ta coating for space application - Sustainable lubrication when transitioning from air to vacuum environments - Archive ouverte HAL
Communication Dans Un Congrès Année : 2023

MoS2+Ta coating for space application - Sustainable lubrication when transitioning from air to vacuum environments

Résumé

Dans les mécanismes spatiaux et en raison de son héritage spatial, le revêtement majoritairement utilisé est le MoS2 (principalement déposé par PVD). Le comportement tribologique sous vide de ce revêtement est très satisfaisant mais il présente des limites d’utilisation dues à sa tenue mécanique (pression de contact limitée) et à sa susceptibilité à l’environnement (air et humidité). En raison de ces problèmes, de nouveaux produits sont proposés par des industriels (déposeurs ou fournisseurs de mécanismes) et des laboratoires développant des instruments scientifiques. Les seules caractéristiques techniques disponibles sont celles données par les déposeurs. Elles sont souvent insuffisantes pour pouvoir envisager/valider l’utilisation de ces produits dans les mécanismes du CNES (plages de température limitées, données tribologiques inexistantes ou à l’interprétation limitée), les informations reçues par les fournisseurs peuvent également être parfois partiellement erronées. A titre d’exemple le MoS2+Ti a été annoncé comme étant un très bon lubrifiant à la fois sous environnement sec (Air et Azote) et sous vide par extension du comportement sous azote sec. Les travaux de la thèse de G Colas sur l’impact de l’environnement et de la microstrucutre sur le comportement tribologique des dépôts minces à base MoS2 ont démontrés une durée de vie du MoS2+Ti extrêmement limitée sous vide. Tous ces dépôts sont parfois prometteurs en termes de tenue mécanique et des performances tribologiques mais il manque actuellement en partie les connaissances nécessaires pour approuver ou au contraire émettre des réserves concernant ces choix. L’étude approfondie des circuits tribologiques des 3ème corps solides et gazeux, et l’analyse qualitative des morphologie et composition chimiques des 3ème et 1er corps ont permis d’identifier des pistes d’élaboration (cristallinité, microstructure, dopage) de nouveaux dépôts secs « dopés » par des additifs gazeux et/ou solides afin de les rendre peu sensibles aux environnements gazeux ou vide. Suite aux recommandations issues de la thèse et à des caractérisations au travers des échelles des mécanismes de création des 3ème corps et des propriétés de surfaces des 3èmes corps, une formulation a été proposée, réalisée techniquement au LIST (Luxembourg). Cette formulation, un dépôt MoS2 dopé au Ta, et contenant de l’oxygène, a été testée tribologiquement avec succès au LaMCoS
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-04273674 , version 1 (21-11-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04273674 , version 1

Citer

Peter Serles, Eric Nicholson, Jason Tam, Nima Barri, Jean-Baptiste Chemin, et al.. MoS2+Ta coating for space application - Sustainable lubrication when transitioning from air to vacuum environments. 34èmes Journées Internationales Francophones de Tribologie, May 2023, LILLE, France. ⟨hal-04273674⟩
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