等离子喷涂NiAl-MoO3/BaO复合涂层的高温摩擦学性能及润滑机理研究

目的根据氧化物润滑离子势和阳离子极化率判据,研究MoO3/BaO复合对等离子喷涂NiAl基复合涂层的高温摩擦学性能影响,并阐明复合涂层的高温润滑机理。方法采用等离子喷涂技术(APS)制备MoO3/BaO(1∶1)质量分数分别为20%、30%、40%的复合涂层。采用显微硬度计、万能材料试验机、摩擦磨损试验机等测试复合涂层的硬度、结合强度、摩擦学性能。通过扫描电镜(SEM/EDS)、X射线衍射仪(XRD)、激光拉曼散射仪(Raman)和透射电子显微镜(TEM)分析涂层的微观组织结构、磨损表面形貌、物相结构等。结果选用互作用参数较低和离子势差较大的MoO3/BaO作为复配润滑剂制备的NiAl-MoO3/BaO复合涂层有效改善了NiAl涂层的高温摩擦学性能,特别是NiAl-30%MoO3/BaO(1∶1)的复合涂层在800℃具有较低的摩擦系数(0.15)和磨损率(9.31×10^-5mm^3/(N·m))。结论复合涂层在600℃以上具有良好的减摩性能,高温促进了磨损表面形成新的三元高温润滑相BaMoO4、NiMoO4,并与MoO3和NiO起到协同润滑作用,显著提升了复合涂层的高温摩擦磨损性能,同时摩擦对偶表面形成的复合氧化物润滑转移膜,降低了涂层的磨损率。

等离子喷涂NiAl-MoO_(3)复合涂层的高温摩擦学与抗热震性能

采用大气等离子喷涂技术(APS)在S31008基体表面分别制备了NiAl涂层和NiAl-MoO_(3)复合涂层。结果表明:等离子喷涂制备的复合涂层具有致密的微观组织。MoO_(3)的添加使得复合涂层的结合强度和显微硬度均低于NiAl涂层,即分别从66.4MPa和248.6HV0.3降低至35.9MPa和232.8HV0.3。800℃时摩擦系数和磨损率分别低至0.16和6.55×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。涂层在50次加热-水冷循环中,未出现大面积的脱落。