原位合成ZrO2/MgO膜层及自修复裂纹研究

作者：张震; 钱伟峰; 李景; 陈永楠^*; 郝建民; 陈宏; 赵秦阳; 李宏战; 赵永庆

来源：稀有金属材料与工程, 2022, 51(08): 2979-2984.

• 镁合金
• 微弧氧化
• 自修复
• 原位ZrO2
• 磨损性能

微弧氧化熔融冷却成膜过程出现的裂纹将影响膜层的强韧性和磨损性能。本研究利用ZrO2自身的强韧性,原位合成具有自修复裂纹作用的ZrO2/MgO膜层,研究原位合成的ZrO2对膜层磨损性能的影响。结果表明,微弧氧化原位合成的ZrO2在高温放电通道发生相变产生体积膨胀使得氧化锆界面萌生微裂纹并阻碍裂纹尖端的裂纹扩展,从而实现了膜层裂纹的自修复。通过控制锆源含量实现了对膜层中ZrO2含量的调控,膜层中原位ZrO2含量为32%时,ZrO2/MgO膜层裂纹呈现细小分散化,裂纹密度较传统膜层下降63.4%,摩擦系数减小53.4%,磨损量降低66.7%。研究认为,原位合成的ZrO2在膜层制备过程实现裂纹自修复并有效降低摩擦系数和磨损量,改善ZrO2/MgO膜层表面磨损性能。

• 单位
  长安大学; 西北有色金属研究院