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中科院蘭州化物所:抗磨涂層納米結(jié)構(gòu)原位設(shè)計(jì)構(gòu)筑獲新進(jìn)展
2009-11-26  來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
    近日,中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所張俊彥研究員帶領(lǐng)的研究小組,最近利用電沉積/熱處理方法,構(gòu)筑了一種金屬基納米陶瓷復(fù)合薄膜。這種薄膜不僅具有高的硬度,而且具有與工業(yè)用金屬底材相匹配的彈性模量,是一種具有廣泛工業(yè)應(yīng)用前景的抗磨鍍層。
  既具有陶瓷般的高硬度,又具有金屬般的韌性,與工業(yè)常用金屬具有適當(dāng)?shù)臒崞ヅ湫,制備方法?jiǎn)單廉價(jià)是抗磨涂層設(shè)計(jì)、構(gòu)筑的指導(dǎo)思想,長(zhǎng)期以來(lái)是相關(guān)研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn);谟袡C(jī)化合物在高溫下分解與金屬進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),在金屬基體中原位生成納米陶瓷相的思路,該研究小組利用電沉積技術(shù),得到含有一定量羧基有機(jī)物的金屬鉻薄膜。經(jīng)過(guò)600℃高溫?zé)崽幚恚∧ぶ械聂然c鉻發(fā)生反應(yīng),在鉻基體中生成納米陶瓷增強(qiáng)相,得到Cr-Cr2O3-Cr7C3復(fù)合薄膜。硬度(H)達(dá)到21GPa,彈性模量(E)為248GPa,H/E為0.0847。摩擦磨損測(cè)試結(jié)果表明,該薄膜與工業(yè)用鋼材具有良好的結(jié)合力,并具有優(yōu)異的抗磨性能,尤其是具有突出的高溫抗磨性能。這種在金屬基體中原位生成高硬度陶瓷復(fù)合相的方法既克服了納米陶瓷增強(qiáng)相的分散問(wèn)題,又降低了材料制作成本,是一種可以廣泛推廣的抗磨涂層設(shè)計(jì)方法。該項(xiàng)研究工作得到了中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金的資金支持。該研究成果最近發(fā)表在Acta Materiali, 57(2009)5342-5348。前期工作發(fā)表于Electrochemistry Communications,11(2009)331-334、Tribology Letters, 30(2008) 107-111等。
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