高熵合金薄膜制备、微观结构及摩擦学性能的研究综述

作者：黄卓斌; 周青; 罗大微; 李旗抗; 王海丰

来源：表面技术, 2022, 1-21.

• 高熵合金薄膜
• 磁控溅射法
• 微观结构
• 摩擦学性能
• 自润滑

机械系统运行中遇到的摩擦磨损问题直接影响到系统的工作效率、运行可靠性以及使用寿命。因此，如何降低摩擦磨损对机械系统运行的影响至关重要。通过特殊的表面处理工艺在关键工件表面上引入耐磨损自润滑薄膜在众多的减摩降损方法中效果突出。在过去近20年里，相较于传统薄膜，高熵合金薄膜凭借其独特的微观结构及优异的力学性能，在摩擦领域中表现出极佳的发展潜力。本文概述了近年来有关高熵合金薄膜的研究进展。首先介绍了高熵合金薄膜的基本概念及制备方法，并论述了这些制备方法的原理、优缺点及适用领域。其中，通过磁控溅射法制备的高熵合金薄膜表面光滑致密、成分均匀性好、膜基结合强度较高、组织结构可控，该方法已成为高熵合金薄膜最常用的制备方法。随后，重点论述了采用磁控溅射法来调节元素组分、工艺参数、界面结构对高熵合金薄膜微观结构及摩擦性能的影响，并从耐磨损性与减摩自润滑性两方面分析了改善高熵合金薄膜摩擦学性能的关键因素。其中，高熵合金薄膜具有硬质的组织结构、表面光滑致密、膜基结合牢固是提升耐磨损性能的关键；通过复合自润滑相或氧化磨损诱导生成致密的润滑膜可显著改善减摩性能。最后，总结了当前研究过程中所存在的问题与不足，并就未来高熵合金薄膜在摩擦领域的研究方向进行展望。