中科院兰州化物所 高真窒环境类盒刚石碳基薄膜摩擦机理研究获进展-论文.pdf

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1、表面中科院兰州化物所工～高真窒环境类盒刚石碳基薄膜摩擦机理研究获进展程一圈中国科学院兰州化学物理研究所低维材料摩擦学课题组在高真空环境面碳悬键的钝化状态，从而控成¨下类金刚石碳基薄膜摩擦机理研究方面取得新进展。研究工作相继发表在制DLC的摩擦系数。在相同的果近期出版的ACSApp1．Mater．1nterfaces(2013，5，5889～5893)~nCarbonPN情况下，转速对真空环境下简㈦(2014，66，259～266)。摩擦的影响主要是通过影响气报一具有优异摩擦学性能的类金刚石薄膜(DLC)是从微观尺度的微机

2、电体对摩擦界面的钝化作用，而系统到宏观尺度的工程部件都具有广泛应用的固体润滑材料。然而，由于不是通过影响摩擦界面的石墨对DLC的摩擦机理还缺乏深入理解，难于控制DLC在不同环境中的摩擦学化程度，即高的石墨化程度不行为，从而极大地限制了其实际应用。研究人员从不同的角度出发提出了是低摩擦系数的原因。这一结DLC减摩抗磨机制，包括化学吸附钝化理论、滑行界面的石墨化理论和转果和传统的石墨化理论截然不移膜理论，但是到目前为止还没有提出一个被普遍接受的摩擦机理。同，挑战了传统的石墨化导致如何找到影响DLC摩擦的关键因素，从而提出统一

3、的摩擦机理，是当低摩擦的DLC摩擦机理，提出今DLC摩擦学研究面临的一个重要科学难题。兰帅f化物所研究人员通过对了摩擦界面相互作用是DLC摩不同真空度、摩擦转速下DLC摩擦系数的研究发现，显著的石墨化发生在擦行为的关键因素。通过抑制低转速、高摩擦的情况。另外，研究发现，P／V(气压／转速)影响摩擦界碳质转移膜在对偶表面形成，中科院海洋所“环境友好型海洋防腐蚀和防附着新技术开发与产品化’’通过中期检查日前，由中国科学院海洋研究所张盾研究员主持的国家公益项目”环境以三元T_AlN为代表的友好型海洋防腐蚀和防附着新技术开发与产

4、品化”顺利通过中期检查，并获TiN基刀具防护涂层，由于具有评优秀。硬度高、抗氧化好、高温时效该项目针对我国目前海洋长效防护材料技术落后和迫切需要解决防污硬化等优点，一直是国内外刀涂料中的DDT、TBT污染源头问题的现状，旨在突破国外专利技术壁垒，具涂层的主流产品。但是，该形成具有我国自主知识产权的高延展性绿色新型钢筋混凝土涂料技术，开类涂层在切削时，由于摩擦系发出具有自主知识产权的基于材料结构特性的新型海洋防附着涂层材料，数较大，导致切削力大、切削努力实现量产并在海洋构筑物、船舶、平台等海洋设施上应用和推广。温度高，工件

5、表面光洁度差，项目研发的混凝土涂料裂缝追随性达1．08mm，四层配套防腐蚀技术不利于难加工材料(如钛、镍指标达到考核要求：建成新型钢筋混凝土涂料中试生产基地、形成年产合金等)的切削加工或是普通3000吨的生产能力，示范工程总涂装面积达考核指标的1．5倍；自主合成材料的干式切削。近年来，了系列有机硅改性丙烯酸树脂并实现批量生产，进而研发的新型海洋防污VN基涂层由于具有显著的中高涂料防污期效达24个月，实现量产并在船舶、浮标等海洋设施上应用和推温自润滑能力，被广泛地引入广，形成了年产500hA的生产能力；创制了一种采用电化学

6、技术防治海洋到多元氮化物涂层(TiAIVN、生物污损并防止海水腐蚀的新方法。AICrVN)及纳米叠层式涂层检查专家组认为，该项目超前完成任务书规定计划，超额完成了任务(TiAINNN)，获得了较好的书中的年度计划，涂料已实现量产，示范工程成规模发展，一致同意通过切削效果。相较TiN基涂层，普中期检查。通工艺制备的VN基涂层存在硬(中科院海洋研究所)度偏低的缺点，不利于单独作28成果简报中科院长春应化所热障涂层的设计和失效机理研究获进展免除纯碳质滑动界面的产生，从而避免强的碳一碳跨界面相互作用，实现了低含氢DLC在高真空环

7、境中A9,1'E摩擦、长寿命。日前，中科院长春应用化学研究所在热研究人员选用AI，0、ZrO，两种金属氧化物陶瓷作为与碳障涂层的设计思路、失效机理以及新型热障弱相互作用的对偶材料，选用SiC~nSiN作为与碳具有强相涂层材料研发等方面取得新进展，设计并成功制备出使用温度≥1250oc的双陶瓷层热障互作用的材料，对相关界面电子结构进行第一性原理计算模拟发现，界面间电子高度局域化或相互交叠是决定DLC表现涂层材料，“热障涂层的设计和失效机理研出低摩擦或高摩擦的本质原因。通过上述研究建立了“摩擦界究”成果荣获2013年吉林省自

8、然科学奖一等面电子高度局域和交叠”的DLC摩擦机理，引入分离功理论验奖。证了碳膜／对偶界面弱结合是提高薄膜高真空摩擦寿命的本质热障涂层技术利用陶瓷材料的高隔热性因素。基于摩擦界面电子作用分析印证了碳转／对偶界面弱结和耐腐蚀性来保护金属基底，在能源、航空、航天等方面都有重大应用价值。常规热合与界面间电子高度局域化引起界