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Ni基涂层中软金属Ag的热扩散及摩擦耗散机制研究

随着航空、航天、能源动力工程等高技术领域的快速发展，对关键运动部件在高温、重载、强腐蚀等苛刻工况下摩擦学性能和服役寿命的要求越来越高。针对高温运动部件的宽温域连续润滑难题，将不同温域固体润滑剂复配至耐温粘结相中，可以很好的实现运动部件在宽温域环境下的连续润滑与耐磨。软金属Ag复配其他固体润滑剂可以显著降低材料在宽温域环境下的摩擦系数与磨损率。然而，含Ag润滑材料在宽温域摩擦过程中由于力-热耦合作用产生严重的耗散，难以保证材料的润滑寿命。为了研究软金属Ag作为润滑剂的热扩散机制以及在宽温域摩擦过程中的耗散机制，采用大气等离子喷涂技术在Inconel718基体表面制备了NiCrAlY-Ag涂层，结合Gibbs-Thomson效应、Ostwald熟化理论和菲克第一定律，明确了Ag在NiCrAlY-Ag涂层中的热扩散机制为在温度作用下Ag在涂层中垂直扩散至涂层表面，并随温度的升高扩散加剧；Ag在NiCrAlY-Ag涂层中的摩擦耗散机制为在力-热耦合作用下从涂层内部垂直扩散至涂层磨痕表面参与润滑发生消耗，在力的作用下Ag在涂层内部发生水平扩散并在热影响下扩散至涂层表面。有望明确在多场耦合作用下软金属在涂层中的摩擦耗散机制问题，进而为减缓涂层中软金属的耗散提供理论支持，对涂层延寿设计提供重要设计思路和方向。