中科院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室低維材料摩擦學(xué)課題組在
鋁合金表面多層梯度碳基
復(fù)合薄膜構(gòu)筑與防護(hù)研究方面取得了新進(jìn)展。
以
鋁合金為代表的輕合金材料被廣泛應(yīng)用于航天、航空、兵器、機(jī)械、汽車(chē)、交通、石油化工、紡織、印刷等行業(yè)，在這些領(lǐng)域的應(yīng)用中大量涉及到輕合金運(yùn)動(dòng)部件表面的功能防護(hù)以及摩擦、
磨損與
腐蝕問(wèn)題。類(lèi)金剛石碳基復(fù)合
薄膜不僅具有高
硬度、優(yōu)異
耐磨性和低
摩擦系數(shù)，還具有極好的耐蝕性，是鋁合金表面
改性的理想
薄膜材料。然而，由于高硬度類(lèi)金剛石碳薄膜與鋁合金在硬度、
熱膨脹系數(shù)以及結(jié)構(gòu)方面存在很大差異，導(dǎo)致鋁合金表面形成的碳基薄膜與
基體之間的殘余
應(yīng)力大、
結(jié)合力和
承載能力非常差。防護(hù)薄膜在變工況以及介質(zhì)腐蝕環(huán)境下
耐磨損性能差，很容易發(fā)生從鋁合金基體上
剝落而導(dǎo)致失效。
該研究組采用
磁控濺射-多弧
離子鍍復(fù)合氣相沉積技術(shù)在鋁合金表面實(shí)現(xiàn)了梯度多層碳基納米復(fù)合薄膜的成功制備，突破了其高膜/基結(jié)合
強(qiáng)度和抗磨與耐蝕一體化構(gòu)筑等關(guān)鍵瓶頸，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的鋁合金活塞、汽車(chē)空調(diào)葉片等關(guān)鍵零部件表面高性能碳基薄膜技術(shù)。獲得的鋁合金表面梯度多層碳基復(fù)合薄膜在干摩擦、油潤(rùn)滑以及介質(zhì)腐蝕等多環(huán)境下表現(xiàn)出優(yōu)異的自潤(rùn)滑和抗磨損特性，能夠改善鋁合金運(yùn)動(dòng)部件在磨合初期、頻繁啟停以及變工況下導(dǎo)致的磨損失效和腐蝕損傷。該項(xiàng)研究工作得到了科技部“863”項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。
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