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科研进展

ASS:一种低摩擦和耐磨冷喷涂铜合金复合涂层

发布时间:2024年09月30日 点击次数:

铜及其合金因其优异的导电性、导热性和出色的延展性而广泛应用于电磁发射轨道、电线、管道等领域。然而,其在一系列摩擦条件下容易受到粘附和磨料磨损等形式的损伤,导致能耗增加,部件寿命缩短。现有研究主要通过加入钨(W)等强化相而显著降低铜基复合涂层的磨损率。但是,Cu-W合金的COF持续升高,超过纯铜的COF0.5)。为了解决这些问题,我们采用将W添加与润滑石墨烯的结合相结合这一新集成策略。通过冷喷涂技术,我们成功制备了一种低摩擦和耐磨铜合金复合涂层。

最近,华中科技大学非晶态材料研究实验室柳林课题组(第一作者:石远涛;通讯作者:林研,柳林,潘杰)通过简单机械混合和球磨的方法制备复合粉末,采用冷喷涂工艺在ODS-Cu基体表面成功制备含网状W颗粒结构同时石墨烯呈均匀分布的Cu-W-GNPs复合涂层,并对其结构特征和摩擦学性能进行研究分析。研究表明,在Cu-W-GNPs复合涂层具备较低的COF(0.16)、磨损率(1.9 ± 0.3 ×10-5 mm3/N•m)。与ODS-Cu合金基体和Cu-W涂层相比,Cu-W-GNPs复合涂层显示出较低摩擦和优异的耐磨性能。摩擦学性能的增强归功于W增强相和润滑石墨烯相的协同作用有效地防止了脆性纳米结构摩擦层和动态再结晶结构的形成,促进了更具弹性的亚表层,从而降低了COF和磨损率。该工作为开发具有增强低摩擦和耐磨性能的创新金属/固体润滑剂涂层提供了一种策略。


   相关工作发表在期刊Applied Surface Science(论文链接:https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.161248),研究获得了国家自然科学基金项目基金 (Nos. 92266103, 92066202, 923662092166103) 、中央高校科研基金(Grant No. 30923010903)、华中科技大学基础研究支持计划(No.2023BR013)等项目的资助。


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