固体润滑国家重点实验室（LSL）知识库

    针对航空、航天、核工程等领域的机械部件在宽温域及高低温交变环境等特殊工况中的摩擦磨损问题，进行Ni基复合涂层制备及其宽温域可逆自润滑性能研究。利用大气等离子喷涂制备了NiMoAl、NiMoAl-10Ag及NiMoAl-10Ag-6Al₂O₃三种复合涂层。考察了涂层在宽温域内(室温-900 ℃-室温)的摩擦学性能，并探讨了NiMoAl-10Ag-6Al₂O₃复合涂层在可逆温度循环下的自润滑及磨损机制。主要结果如下：

    1.在NiMoAl涂层中添加Ag，降低了涂层结合强度和表面硬度。Ag的添加降低了涂层在室温下的摩擦系数和磨损率，但由于涂层表面硬度降低而导致NiMoAl-10Ag涂层在高温下(500 ℃)的磨损率增加，其磨痕表面为严重塑性变形后的磨屑剥离。

    2.在NiMoAl-10Ag涂层中加入6%的Al₂O₃硬质相后，提高了涂层的表面硬度。虽然涂层结合强度有所降低，但弥补了涂层中Ag所带来的低表面硬度和高温软化等问题，从而提高复合涂层在宽温域摩擦条件下的抗磨性能。

    3.NiMoAl-10Ag-6Al₂O₃复合涂层在900 ℃的摩擦系数低至0.17，磨损率也达到3.35×10^-5 mm³/(Nm)的较低值。在升温循环过程中，较低温度下形成的摩擦层对随后涂层的高温摩擦性能没有表现出明显影响；但在降温循环中，900 ℃摩擦所形成的摩擦层对涂层在随后低温阶段的摩擦性能有明显的影响。

    4.通过对NiMoAl-10Ag-6Al₂O₃复合涂层在宽温域可逆循环(RT-900 ℃-RT)、多个温域内降温循环的摩擦性能及磨痕表征对比分析，发现900℃摩擦生成的摩擦层或润滑膜主要由Ag₂MoO₄和NiO纳米颗粒组成，并且该摩擦层在随后500 ℃摩擦中得到较好保留和延续；而进一步降至室温摩擦后，该摩擦层可能只有部分保留。宽温域循环下的涂层摩擦系数和磨损率与其摩擦界面形成的摩擦层/润滑膜的连续性有关，900 ℃-500 ℃循环摩擦后的涂层磨损率最低，其原因可能是900 ℃摩擦时形成的摩擦层/润滑膜可继续为涂层在随后500 ℃摩擦提供良好的润滑功能，并形成更致密和连续的摩擦层/润滑膜。