V(Al,Si)N纳米复合涂层的原子高温扩散调控及其高温摩擦学行为研究

项目名称： V(Al,Si)N纳米复合涂层的原子高温扩散调控及其高温摩擦学行为研究

项目编号： No.51401231

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 葛芳芳

作者单位： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： V基氮化物涂层的高温自润滑效应主要源于涂层表面氧化形成的氧化物润滑相。然而，V原子在高温状态下的快速外扩散和氧化会导致涂层失效，不能同时满足自润滑和高抗磨的使用性能要求。本项目提出：拟通过原位形成非晶包裹纳米晶两相复合结构，减少V、O原子的高扩散率通道，实现对润滑元素高温外扩散和氧化的调控。采用磁控溅射技术，通过Al、Si元素共掺杂制备V(Al,Si)N纳米复合涂层；借助微结构表征和抗氧化性研究，探寻两相复合微结构、抗氧化元素Al含量对V、O原子高温扩散的调控规律；结合高温摩擦磨损试验和磨损微区分析，揭示涂层高温自润滑机理及失效机制，并进一步阐明高温自润滑效应和纳米复合结构在高温润滑抗磨中的协同作用,获得兼备高温自润滑性和高抗磨的涂层。研究结果可为航空合金高速干切削刀具涂层的开发与应用提供理论依据和实验基础。

中文关键词： V(Al;Si)N 涂层；纳米复合结构；摩擦学行为；原子高温扩散；自润滑

英文摘要： The high-temperature lubricating effect of vanadium containing hard coatings is mainly based on the formation of vanadium oxides on surfaces. However, the rapid out-diffusion and oxidation of vanadium generally results in the complete failure of coating.

英文关键词： V(Al;Si)N coatings；Nanocomposite structure；Tribological behavior；High temperature diffusion of atoms；Self-lubrication