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陶瓷喷涂表面工程的性能与摩擦学

更新时间  2018-08-30 14:35:58 阅读

在表面工程领域,通过热喷涂技术制备的Al2O3、 ZrO2涂层被广泛使用,但由于陶瓷材料的特性和制备工艺的特点,采用热喷涂技术制备的陶瓷涂层的润滑性能不高。突出,限制了它在高端设备中的应用。

中国科学院兰州化学物理研究所周惠义研究员长期致力于热喷涂陶瓷涂料的工艺和性能研究。最近,该研究小组利用内部微观孔隙或涂层本身的裂缝,通过水热反应法原位生长具有润滑性能的纳米片状MoS2。该方法实现了润滑剂在摩擦表面的有效引入,修复了陶瓷涂层摩擦表面的原始缺陷,最终实现了热喷涂陶瓷涂层与金属双重涂层之间的有效润滑,大大减少了陶瓷涂层。该层对金属对的磨损。

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原位生长固相润滑复合涂层的摩擦学性能

基于此研究,为了获得具有长寿命、低摩擦系数和磨损性能的陶瓷基复合涂层材料,受骨质松质骨结构和关节软骨营养机制的启发,研究人员采用热喷涂制备一种具有优异摩擦学性能的仿生智能涂层。涂层在很宽的摩擦系数和载荷变化范围内保持低摩擦系数,在高负荷(1.4 GPa)下摩擦系数为1 x 106 rpm。在长期摩擦试验期间,涂层不仅表现出接近零的磨损特性,而且对双重材料的损伤最小。这种优异的摩擦学性能得益于陶瓷复合涂层的摩擦热。并且压力是驱动力和修复力,并且在摩擦表面上形成可以连续修复的“软骨层”。

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