中科院新型仿生結(jié)構(gòu)納米復(fù)合陶瓷潤滑材料研究獲進(jìn)展
在國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃“973”項目、國家自然科學(xué)基金項目和中科院“西部之光”人才培養(yǎng)計劃項目的支持下，*蘭州化學(xué)物理研究所潤滑與防護(hù)材料研究發(fā)展中心胡麗天研究員帶領(lǐng)的課題組在新型仿生結(jié)構(gòu)納米復(fù)合陶瓷潤滑材料研究方面取得了新進(jìn)展。
高性能結(jié)構(gòu)陶瓷具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高強(qiáng)度、抗氧化等多種優(yōu)異性能，是高溫潤滑耐磨元件的理想材料。從未來的發(fā)展來看，高溫結(jié)構(gòu)陶瓷是可在1000℃以上長時間工作，同時具有高強(qiáng)度和耐腐蝕性能的低密度結(jié)構(gòu)材料。目前由于陶瓷材料的本征脆性以及由摩擦學(xué)設(shè)計所帶來的材料力學(xué)性能的下降，在很大程度上限制了它在高溫潤滑領(lǐng)域更為廣泛的應(yīng)用。
研究人員以微-納米復(fù)合粉體為原料，通過材料的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計，形成具有優(yōu)異性能的氧化鋁/鉬層狀復(fù)合材料，在保持陶瓷良好力學(xué)性能的同時，實現(xiàn)了材料的結(jié)構(gòu)/潤滑功能一體化設(shè)計。Al2O3/Mo仿生層狀復(fù)合材料中，存在厚度小于65μm的弱界面金屬層，高溫摩擦?xí)r生成的潤滑性氧化膜改善了材料的高溫摩擦學(xué)性能，800℃和Al2O3陶瓷栓對摩時的摩擦系數(shù)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(xué)領(lǐng)域更為廣泛的應(yīng)用奠定了重要的基礎(chǔ)。
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