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摘要
含软金属自适应涂层在摩擦过程因软金属独特的性能而具备良好的摩擦学性能，然而在不断摩擦过程中软金属会发生一定的耗散导致涂层失效。为了研究软金属润滑剂在宽温域摩擦过程中的耗散机制，利用等离子喷涂技术制备NiCrAlY-Cu涂层；通过分析热处理及宽温域摩擦前后涂层的组分与形貌演变，揭示NiCrAlY-Cu涂层中Cu的高温扩散及宽温域摩擦耗散机制。结果表明：Cu以片层状分布在NiCrAlY基础相中，软金属Cu在温度单因素影响下垂直向涂层表面扩散，随着温度的升高扩散加剧。在1000℃环境下Cu在涂层内部发生平行扩散，并最终呈现弥散态分布。在中低温环境下随着温度的升高Cu的剪切强度降低进而使得涂层摩擦因数逐渐下降，但是由于Cu呈片层状分布，随着温度的升高涂层发生疲劳剥落导致磨损率升高。随着温度的进一步升高，Cu扩散加剧，片层状Cu减少，同时发生氧化，使得摩擦因数升高，磨损率降低。在宽温域摩擦过程中由于温度和载荷的共同影响，Cu在涂层中的摩擦耗散机制为Cu垂直向涂层表面扩散，由磨痕区域内向磨痕外平行扩散。同时，磨痕内聚集的Cu以磨屑形式逐渐损耗。提出在不同温域摩擦过程中受力-热耦合影响的软金属耗散机制，可为解决含软金属自适应涂层的失效问题提供理论依据。
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单位西安航天复合材料研究所; 陕西科技大学; 机电工程学院
