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铝合金表面多层梯度碳基复合薄膜构筑与防护研

  铝合金表面多层梯度碳基复合薄膜的结构与防护研究进展

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碳基梯度复合铝多层薄膜结构和表面梯度成分组成
兰州化工学院兰州化工研究所润滑低维摩擦固体重点实验室研究小组在铝合金表面多层分级碳基复合薄膜的建设和保护研究方面取得新进展。以铝合金为代表的轻合金材料被广泛应用于航空航天,钢铁,机械,汽车,交通运输,石油化工,纺织,印刷等行业,其中很多在这些领域得到了重视应用对合金运动部件表面的功能性保护以及摩擦,磨损和腐蚀问题。类金刚石碳基复合膜不但硬度高,耐磨性好,摩擦系数低,而且具有优良的耐腐蚀性,铝合金表面改性是理想的薄膜材料。那么由于高硬度类金刚石碳膜与铝合金之间的硬度,热膨胀系数和结构差异较大,铝合金表面形成的碳基膜与基材之间的残余应力较大,约束力和承载力都很差。保护膜在变化的条件下和介质的腐蚀环境下,耐磨性差,很容易从铝合金基体发生剥落而导致失效。研究团队采用磁控溅射 - 多弧离子镀复合气相沉积技术,实现了铝合金表面梯度多层碳基纳米复合薄膜的成功制备,打破了薄膜/基体结合强度高的特点,耐磨和耐腐蚀等关键瓶颈,开发相应的铝质活塞,汽车空调叶片等关键零部件的高性能碳基薄膜技术。得到的铝合金表面梯度多层碳基复合膜在干摩擦,油润滑和中等腐蚀等环境下显示出优异的自润滑性和抗磨损性,可以提高铝合金移动的初期磨合零件频繁起停,以及由于工作条件改变而导致的磨损失效和腐蚀损坏。研究工作得到科技部“863”计划和国家自然科学基金资助。最近的工作发表在“摩擦学快报”(Tribology Letters 2010,38:155-160)上。
 

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