图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Invited speech通过耦合激光表面织构和二维MXene（Ti3C2Tx）纳米涂层调控钛合金的摩擦学性能

编号：114 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-24 12:55:13 浏览：99次收藏取消收藏

2024-05-12 15:45

20min

[B] 论坛1：表面工程基础理论、表界面科学 [B-2] 论坛1下午

暂无文件

摘要

钛及钛合金具有低密度、高比强度、优异的耐腐蚀性等优势，广泛应用于航空航天、汽车、生物医学等关键领域。然而，由于表面硬度较低和加工硬化能力不足，钛及钛合金极易遭受磨损失效，严重降低了其服役寿命。利用激光加工构筑表面微织构或涂覆固体二维润滑材料是提升材料摩擦学性能的基本途径。但单一的表面微织构或二维润滑材料在复杂磨损工况下仍存在减摩、耐磨效果不佳等问题，其服役可靠性仍然面临挑战。针对上述问题，本研究耦合上述两种表面改性技术，在纯钛表面成功制备出了沟槽微织构，随后涂覆二维MXene（Ti₃C₂T_x）纳米涂层，系统研究了摩擦磨损性能及摩擦次表层显微结构演化行为。该复合表面改性技术既可保持表面沟槽微织构“捕获”磨屑的优势，又能发挥MXene纳米涂层的自润滑特性，从而显著降低摩擦系数和磨损率。摩擦次表层显微结构分析显示，沟槽微织构可“捕获”MXene，并使其在后续摩擦过程中通过摩擦应力的“搅拌”效应在接触界面持续提供润滑作用。此外，MXene纳米涂层在摩擦应力作用下发生持续分解和重组，形成稳定摩擦膜，可有效抑制基体材料的氧化和塑性变形，从而大幅改善摩擦学性能。本工作为钛合金在苛刻磨损工况下的服役性能提升开辟了新途径。