V2AlC MAX相涂层的宽温域摩擦学性能研究

作者：袁锐; 张玉鹏; 王振玉; 汪爱英; 王铁钢^*; 柯培玲^*

来源：摩擦学学报, 2023, 43(05): 537-548.

DOI：10.16078/j.tribology.2022020

• MAX相
• V2AlC涂层
• 相演变
• 高温摩擦
• 氧化

MAX相涂层是一类兼具陶瓷和金属性能的层状结构材料，具有优异的抗氧化和抗腐蚀性能，同时M位元素丰富，在宽温域摩擦过程中生成具有润滑作用的M基氧化物，受到广泛关注.本文中选择可生成V基Magnéli润滑相的V2AlC体系，采用电弧复合磁控溅射技术结合后续热处理制备高纯V2AlC MAX相涂层，并系统研究该涂层在室温～700℃宽温域下的摩擦磨损机理.研究发现，涂层在300和500℃时摩擦形式主要以黏着磨损和磨粒磨损为主.当环境温度高于600℃时，V的外扩散和氧化导致涂层表面生成层状V2O5润滑相，在600℃时形成连续的润滑膜，从而使V2AlC涂层具有最佳的摩擦学性能.同时，保留的V2AlC主相在摩擦过程中起承载作用，降低涂层的磨损率.

• 单位
  中国科学院; 中国科学院宁波材料技术与工程研究所; 天津职业技术师范大学