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直流复合高功率脉冲磁控溅射VAlN-Ag涂层的宽温域摩擦特性研究
1
作者 张玉鹏 王振玉 +1 位作者 汪爱英 柯培玲 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期368-378,共11页
通过直流磁控溅射(DCMS)复合高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术制备了VAlN/VAlN-Ag复合涂层,调控HiPIMS靶功率控制Ag质量分数变化范围(11.4%、19.8%、24.5%),探究了涂层在25、300和650℃温度下的摩擦学性能.在室温摩擦条件下,3种涂层的摩... 通过直流磁控溅射(DCMS)复合高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术制备了VAlN/VAlN-Ag复合涂层,调控HiPIMS靶功率控制Ag质量分数变化范围(11.4%、19.8%、24.5%),探究了涂层在25、300和650℃温度下的摩擦学性能.在室温摩擦条件下,3种涂层的摩擦系数均较高,当温度升高至300和650℃时,摩擦系数随Ag含量增加而降低,高Ag含量(质量分数24.5%)涂层摩擦系数最低,分别为0.45和0.23.磨损率随温度升高而增加,宽温域环境中,低Ag含量的S1(Ag质量分数为11.4%)涂层具有最优的力学性能和最低的磨损率,使复合涂层在宽温域内表现出良好的摩擦学性能.复合涂层的物相结构、元素价态和化学键在中低温摩擦环境中无明显变化;经650℃摩擦试验后,涂层表面发生摩擦化学反应,V和Ag元素的价态升高,生成层状结构的AgVO_(3)和Ag_(3)VO_(4)高温润滑相,有效降低涂层的摩擦系数.高温摩擦过程中伴随着元素扩散,涂层内部微结构演变成致密的Al_(2)O_(3)层包裹钒酸银润滑相的表层结构,V_(2)O_(5)和NiO这2种物相为主的中间层,以及Ti主导的过渡层结构.高温磨损机制表现为黏着磨损和氧化磨损. 展开更多
关键词 HiPIMS技术 VAlN-Ag复合涂层 宽温域摩擦 润滑 元素扩散
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宽温域下MoCN、MoCN+MoS_(2)及MoCN+C薄膜的摩擦磨损性能
2
作者 鲍碧霞 钱建国 +4 位作者 李淑欣 蒲吉斌 毛春龙 毛金根 陈善俊 《材料保护》 CAS CSCD 2021年第8期6-13,共8页
为了研发用于航空发动机与燃气轮机的在宽温域下具有低摩擦系数和低磨损率的涂层,采用非平衡磁控溅射技术在718镍基高温合金及单晶硅片基体上沉积了MoCN单层、MoCN和MoS_(2)双层及MoCN和C双层3种薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电... 为了研发用于航空发动机与燃气轮机的在宽温域下具有低摩擦系数和低磨损率的涂层,采用非平衡磁控溅射技术在718镍基高温合金及单晶硅片基体上沉积了MoCN单层、MoCN和MoS_(2)双层及MoCN和C双层3种薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对薄膜的表截面形貌、成分及相结构进行了表征,利用MTS Nano Indenter G200系统测试了薄膜的硬度和弹性模量,并利用高温摩擦磨损试验机(CSM)对3种薄膜进行了不同温度下(25,300,500℃)的摩擦测试,系统研究了宽温域下3种薄膜的摩擦学机理。结果表明:常温下,MoCN和C双层薄膜显示出最低的摩擦系数0.09,磨损机制主要为黏着磨损,而MoCN单层薄膜的摩擦系数最大,摩擦机制主要为磨粒磨损;当摩擦温度上升到300℃时,MoS_(2)和C顶层通过抑制MoCN薄膜的氧化而改善薄膜的摩擦学性能;而摩擦温度为500℃时,3种薄膜均发生严重的氧化行为,但高温下生成的自润滑相MoO3使得摩擦系数降低,且3种薄膜的摩擦系数值较接近。 展开更多
关键词 磁控溅射 MoCN薄膜 MoCN+MoS_(2)双层薄膜 MoCN+C双层薄膜 宽温域摩擦
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高温氧化处理前后Inconel 718高温合金摩擦学性能的探究 被引量：11
3
作者 刘红利 刘晓红 +3 位作者 吉利 李红轩 周惠娣 陈建敏 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期274-282,共9页
为了研究高温氧化处理前后Inconel 718高温合金摩擦学性能的差异,对Inconel 718高温合金在1 000℃大气环境下进行高温热处理,并进行25~800℃宽温域摩擦试验.利用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、X射线衍射仪对Inconel 718高温合金的表面形... 为了研究高温氧化处理前后Inconel 718高温合金摩擦学性能的差异,对Inconel 718高温合金在1 000℃大气环境下进行高温热处理,并进行25~800℃宽温域摩擦试验.利用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、X射线衍射仪对Inconel 718高温合金的表面形貌、磨痕形貌、物相组成和结构进行分析.Inconel 718高温合金经热处理后物相组成发生了明显变化,晶化程度提高.在表面形成了类网状凸起结构,其组成主要为Cr_2Ti_7O_(17)和Cr_2O_3混合相,这是由于高温热处理使Inconel 718高温合金的Ti和Cr元素沿晶界发生了扩散,至表面后与大气中的氧反应,生成Cr_2Ti_7O_(17)和Cr_2O_3混合相.高温氧化后的Inconel 718高温合金摩擦系数和磨损率与未处理时相比有所降低,磨痕形貌有了明显变化,将这种变化归功于类网状凸起结构的减摩抗磨作用和其组成相中Cr_2Ti_7O_(17)的润滑作用. 展开更多
关键词 Inconel718高温合金 高温氧化处理 宽温域摩擦学性能 类网状凸起结构 结晶 元素扩散
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等离子喷涂NiCrAlY-Cu涂层中Cu在宽温域环境下的扩散及摩擦耗散机制
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作者 方子文 何乃如 +2 位作者 贾均红 杨杰 刘宁 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期65-78,共14页
含软金属自适应涂层在摩擦过程因软金属独特的性能而具备良好的摩擦学性能,然而在不断摩擦过程中软金属会发生一定的耗散导致涂层失效。为了研究软金属润滑剂在宽温域摩擦过程中的耗散机制,利用等离子喷涂技术制备NiCrAlY-Cu涂层;通过... 含软金属自适应涂层在摩擦过程因软金属独特的性能而具备良好的摩擦学性能,然而在不断摩擦过程中软金属会发生一定的耗散导致涂层失效。为了研究软金属润滑剂在宽温域摩擦过程中的耗散机制,利用等离子喷涂技术制备NiCrAlY-Cu涂层;通过分析热处理及宽温域摩擦前后涂层的组分与形貌演变,揭示NiCrAlY-Cu涂层中Cu的高温扩散及宽温域摩擦耗散机制。结果表明:Cu以片层状分布在NiCrAlY基础相中,软金属Cu在温度单因素影响下垂直向涂层表面扩散,随着温度的升高扩散加剧。在1000℃环境下Cu在涂层内部发生平行扩散,并最终呈现弥散态分布。在中低温环境下随着温度的升高Cu的剪切强度降低进而使得涂层摩擦因数逐渐下降,但是由于Cu呈片层状分布,随着温度的升高涂层发生疲劳剥落导致磨损率升高。随着温度的进一步升高,Cu扩散加剧,片层状Cu减少,同时发生氧化,使得摩擦因数升高,磨损率降低。在宽温域摩擦过程中由于温度和载荷的共同影响,Cu在涂层中的摩擦耗散机制为Cu垂直向涂层表面扩散,由磨痕区域内向磨痕外平行扩散。同时,磨痕内聚集的Cu以磨屑形式逐渐损耗。提出在不同温域摩擦过程中受力-热耦合影响的软金属耗散机制,可为解决含软金属自适应涂层的失效问题提供理论依据。 展开更多
关键词 等离子喷涂 NiCrAlY-Cu涂层 宽温域摩擦学性能 扩散机制 摩擦耗散机制
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VN-Ag-MoO_(3)复合材料的制备及宽温域摩擦学行为
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作者 王丽萍 陈树 +3 位作者 刘二勇 杜双明 杜慧玲 蔡辉 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4212-4219,共8页
利用真空热压烧结技术制备了VN-Ag-MoO_(3)复合材料,研究了Ag_(2)MoO_(4)对VN基复合材料组织结构及宽温域摩擦磨损性能的影响。结果表明:VN-Ag-MoO_(3)复合材料组织较致密,主要由VN、MoO_(3)和Ag组成,其中均匀分布于VN基体的MoO_(3)和Ag... 利用真空热压烧结技术制备了VN-Ag-MoO_(3)复合材料,研究了Ag_(2)MoO_(4)对VN基复合材料组织结构及宽温域摩擦磨损性能的影响。结果表明:VN-Ag-MoO_(3)复合材料组织较致密,主要由VN、MoO_(3)和Ag组成,其中均匀分布于VN基体的MoO_(3)和Ag由Ag_(2)MoO_(4)经高温分解形成。宽温域摩擦磨损测试表明,Ag_(2)MoO_(4)的添加有效改善了室温(RT)~700℃温域范围VN陶瓷的摩擦磨损性能。其中,700℃时Ag_(2)MoO_(4)含量为10wt%的VN-10Ag-MoO_(3)的摩擦系数(0.285)和磨损率(1.37×10^(−5) mm^(3)/(N·m))分别较VN降低了23%和72%,这归因于磨损表面的氧化钒、钒酸银和钼酸银等高温润滑相起到了优异的润滑及减磨作用。 展开更多
关键词 非金属基复合材料 氧化物 真空烧结 宽温域摩擦磨损性能 摩擦学
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