1312 / 2023-03-20 20:33:08

多层复合涂层中Ag扩散的可控设计与研究

摩擦磨损是所有机械系统的共性问题，直接影响着系统的可靠性和稳定性。因此，相关运动部件的润滑和耐磨问题已成为影响系统可靠性甚至决定整个系统设计成败的关键。发展可随摩擦温度改变而自动调整摩擦接触表面和转移膜的组成与结构、降低摩擦磨损的固体润滑涂层，以满足实际工况对自润滑材料的迫切需求，具有十分重要的科学意义和应用价值。与国内外文献报道的VN-Ag、MoN-Ag、TaN-Ag等复合涂层类似，申请人前期构筑的NbN-Ag复合涂层在高温摩擦作用下由于摩擦化学反应生成的Magnéli层状氧化物及铌酸银等产物在高温下表现出良好的高温润滑性能。然而，高温摩擦过程中，Ag由涂层内部向摩擦接触表面快速扩散使得润滑相Ag很快被消耗殆尽，导致涂层在使用过程中由于高温润滑相得不到持续补充而很快磨穿失效引起零部件损伤甚至机械故障，这成为制约这类涂层材料广泛应用的最主要因素之一。鉴于此，拟在涂层内部设计若干层NbN作为阻挡扩散层以解决金属Ag在高温摩擦下的快速扩散问题，并从微观角度分析阻挡扩散机理及涂层自润滑与磨损机理。