(Cr, V)2AlC固溶体MAX相涂层的高温摩擦学行为和机理
编号:169
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更新:2021-07-19 20:53:19 浏览:271次
口头报告
摘要
飞机发动机和燃气轮机中的精密零件在服役过程中,主要面临高温氧化和摩擦磨损的问题,造成严重磨损和微裂纹,而传统的润滑涂层不能满足其应用需求,因此亟需设计制备出高硬度、低摩擦和耐磨损的宽温域润滑涂层。Mn+1AXn相(MAX 相)是一类热力学稳定、具有密排六方结构的层状高性能陶瓷材料,在高温下氧化生成M和A的氧化物,具有一定的润滑性和保护作用,因此被认为很有潜力作为高温自润滑涂层材料。Cr2AlC有高的热膨胀系数,与高温合金更加匹配,因在高温环境可氧化生成的Al2O3和Cr2O3,而具有一定的保护性和润滑性。但是其硬度较低,润滑性有待提高,因此通过V元素固溶,改性MAX相,提升摩擦学性能。固溶不同V含量的涂层((Cr1-xVx)2AlC)表现出致密结构,涂层的硬度和弹性模量增大,韧性增加。在900℃高温摩擦过程中,形成熔融态的V2O5润滑相包裹(Cr, Al)2O3硬质晶粒的致密结构,由液相提供流动性和润滑性,表现出低摩擦系数(0.26)和磨损率,有硬质晶粒提供支撑作用,防止涂层发生坍塌,延长摩擦寿命。通过在MAX相中固溶V元素,实现了(Cr,V)2AlC涂层的可控制备,探究了固溶前后的微结构转变并提升了涂层的摩擦学性能,揭示出涂层在高温下的摩擦机理。
稿件作者
张玉鹏
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
柯培玲
中科院宁波材料所
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