13 / 2020-08-27 13:55:08

高低温循环低摩擦TaC@a-C/Ag多层涂层

变色龙涂层； 自适应涂层； 自润滑； 高温摩擦

       在自然界中变色龙蜥蜴有着一个非常有趣的生物特征，当环境发生变化时，变色龙蜥蜴会激活自然防御机制，并自动诱使皮肤变色，以逃避捕食者的追捕。根据变色龙蜥蜴的自然防御机制，类似地设计了变色龙TaC @ a-C / Ag多层涂层。随着周围环境发生变化，变色龙涂层能够调节表面成分和微观结构。 TaC @ a-C / Ag多层涂层由交替沉积的TaC @ a-C层和薄银层形成。 TaC @ a-C层由TaC和无定型基质碳形成。通过根据温度调节表面的微观结构和组成，释放储存的润滑材料至表面，变色龙复合涂层保持相对较低的COF（0.2〜0.35）。在低温下，晶体嵌入无定型基质碳的纳米复合结构能带来较低的摩擦系数。在中温或更高温度下，Ag纳米颗粒会扩散到表面，热诱导或摩擦化学诱导形成双金属氧化物（TaAgO3），从而带来低的COF。使用CALPHAD方法和从头计算方法，讨论了AgTaO3相的热力学稳定性。证实AgTaO3相在很宽的温度范围内都是稳定的化合物，并且在高温下更容易形成。经过高温摩擦后，XPS结果表明涂层表面的银含量和非晶碳含量提升，将非磨痕处的经历过高温摩擦的试样与沉积态样品的微纳摩擦结果对比，经历过高温摩擦后的样品摩擦系数更低。这为高低温循环低摩擦涂层提供了思路。