499 / 2021-06-18 21:13:56

碳膜超滑界面的应力场适应性研究进展

超滑碳膜在面向重载苛刻工况下的工程应用需解决复杂应力场的适应性和结构稳定性问题。鲁棒性超滑态的建立和长效维持显著依赖于滑移界面原子分子状态，而膜基体系设计、碳膜本征结构、力学特性和摩擦副界面材料行为很大程度上决定摩擦区域转移膜或剪切带的形成和作用规律，进而影响润滑体系的寿命。本报告研究了碳膜结构因子包括离子能量诱导纳米团簇化微单元、超薄类聚合物润滑层、强韧化纳米调制多层膜体和纳米添加剂表面改性体系在适应不同应力水平和降摩延寿方面的关键作用。结果表明，碳膜的承载能力同时受到“体相”与“表面”物性的双重影响，超滑失效应力阈值大小通常取决于膜体某一内部或界面结构的失稳始发条件。基于此，通过涂层表界面优化设计和性能稳定化工艺处理，可有效提升碳膜的应力场适应性，拓宽重载工况下固体超滑材料的润滑稳定性适用环境。