TiZrNbWAl/(TiZrNbWAl)C多层涂层的力学与摩擦学性能研究
编号:246
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更新:2026-03-26 20:54:14 浏览:34次
口头报告
摘要
针对高熵合金(HEA)韧性高但耐磨性不足、高熵陶瓷(HEC)硬度高但脆性大的问题,本研究采用反应磁控溅射技术制备TiZrNbWAl/(TiZrNbWAl)C多层涂层,通过系统调控调制周期(2600 nm、1300 nm、866 nm)与调制比(5:1、3:1、1:1、1:3、1:5),探究多层结构设计对涂层力学及摩擦学性能的影响。结果表明,所有涂层均呈现致密的层状结构。随着调制周期减小,硬度和弹性模量均呈现先增大后减小的趋势,在调制周期为1300 nm时,涂层具备适宜的界面密度,既有效偏转裂纹并分散应力,又避免界面过多引起的结构失稳,此时硬度、弹性模量和断裂韧性分别为14.07 GPa、194.35 GPa和1.01 ± 0.06 MPa·m1/2。在最优调制周期下,调制比为1:1时,高熵合金层与高熵陶瓷层协同发挥裂纹偏转、应力平衡及承载耗能作用,获得了最优力学与摩擦学性能,此时H/E和H3/E2值分别达0.072和0.073 GPa,平均摩擦系数为0.35,磨损率为1.66×10-6 mm3/(N·m)。通过多层结构设计充分发挥了两类材料的协同优势,系统揭示了调制周期与调制比对涂层力学及摩擦学性能的调控规律,实现了高熵合金与高熵陶瓷的强韧化协同与减摩耐磨一体化,为高性能防护涂层的结构优化提供了设计依据与实验参照。
关键字
高熵多层涂层;,调制周期,调制比,力学性能,摩擦学性能
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