1055 / 2023-02-19 16:19:55

基于第一性原理密度泛函理论（DFT）计算揭示含Nb氧化物的润滑机理

首先利用等离子喷涂技术制备了不同含Nb量的NiAl/Nb/Ag复合涂层，并系统对比了涂层的组织结构、力学及摩擦学性能。随着试验温度的升高，涂层表面逐步形成了Nb₂O₅, AgNbO₃ 和 NiNb₂O₆等一系列含Nb氧化物，复合涂层的摩擦系数从低温下的0.51-0.54 降低到了高温下的0.24-0.27。利用第一性原理密度泛函理论计算揭示了含Nb氧化物的润滑机理。计算结果显示，Nb₂O₅中的Nb – O键能（-15.3 eV）远高于AgNbO₃ 中的Ag – O 键能(-0.59 eV)和 NiNb₂O₆ 中的Ni – O 键能(-0.90 eV)， 意味着AgNbO₃ 中的Ag – O 键和NiNb₂O₆ 中的Ni – O 键在摩擦剪切力作用下更易断开，以吸收摩擦能耗起到减摩润滑作用，进一步阐明了NiAl/Nb/Ag复合涂层在600-800℃下的润滑机理。研究结果将有助于揭示含Nb氧化物的润滑机理。

关键词: 含Nb氧化物, 摩擦学性能, 第一性原理, 润滑机理, 摩擦化学