中科院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室低維材料摩擦學課題組在鋁合金表面多層梯度碳基復合薄膜構筑與防護研究方面取得了新進展。


　　以鋁合金為代表的輕合金材料被廣泛應用于航天、航空、兵器、機械、汽車、交通、石油化工、紡織、印刷等行業，在這些領域的應用中大量涉及到輕合金運動部件表面的功能防護以及摩擦、磨損與腐蝕問題。類金剛石碳基復合薄膜不僅具有高硬度、優異耐磨性和低摩擦系數，還具有極好的耐蝕性，是鋁合金表面改性的理想薄膜材料。然而，由于高硬度類金剛石碳薄膜與鋁合金在硬度、熱膨脹系數以及結構方面存在很大差異，導致鋁合金表面形成的碳基薄膜與基體之間的殘余應力大、結合力和承載能力非常差。防護薄膜在變工況以及介質腐蝕環境下耐磨損性能差，很容易發生從鋁合金基體上剝落而導致失效。


　　該研究組采用磁控濺射-多弧離子鍍復合氣相沉積技術在鋁合金表面實現了梯度多層碳基納米復合薄膜的成功制備，突破了其高膜/基結合強度和抗磨與耐蝕一體化構筑等關鍵瓶頸，開發了相應的鋁合金活塞、汽車空調葉片等關鍵零部件表面高性能碳基薄膜技術。獲得的鋁合金表面梯度多層碳基復合薄膜在干摩擦、油潤滑以及介質腐蝕等多環境下表現出優異的自潤滑和抗磨損特性，能夠改善鋁合金運動部件在磨合初期、頻繁啟停以及變工況下導致的磨損失效和腐蝕損傷。該項研究工作得到了科技部“863”項目和國家自然科學基金的支持。

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