蘭州化物所新型仿生結構納米復合陶瓷潤滑材料研究獲進展

　在國家重點基礎研究發展計劃“973”項目、國家自然科學基金項目和中科院“西部之光”人才培養計劃項目的支持下，中國科學院蘭州化學物理研究所潤滑與防護材料研究發展中心胡麗天研究員帶領的課題組在新型仿生結構納米復合陶瓷潤滑材料研究方面取得了新進展。

　　高性能結構陶瓷具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高強度、抗氧化等多種優異性能，是制造高溫潤滑耐磨元件的理想材料。從未來的發展來看，高溫結構陶瓷是可在1000℃以上長時間工作，同時具有高強度和耐腐蝕性能的低密度結構材料。目前由于陶瓷材料的本征脆性以及由摩擦學設計所帶來的材料力學性能的下降，在很大程度上限制了它在高溫潤滑領域更為廣泛的應用。

　　研究人員以微-納米復合粉體為原料，通過材料的仿生結構設計，形成具有優異性能的氧化鋁/鉬層狀復合材料，在保持陶瓷良好力學性能的同時，實現了材料的結構/潤滑功能一體化設計。Al2O3/Mo仿生層狀復合材料中，存在厚度小于65m的弱界面金屬層，高溫摩擦時生成的潤滑性氧化膜改善了材料的高溫摩擦學性能，800℃和Al2O3陶瓷栓對摩時的摩擦系數可降低至0.25。同時，材料具有較高的斷裂韌性，其形變曲線在一定程度上具有非線性斷裂特性或假“塑性”特征，從而可能改變陶瓷的脆性破壞特征，為陶瓷材料在摩擦學領域更為廣泛的應用奠定了重要的基礎。

相關新聞