存眷我们，为您推送更多最新资讯。
做者简介
周青 副传授
西北工业大学
西北工业大学素材学院先辈光滑与密封素材研究中心副传授。研究范畴包罗高性能合金素材的设想、造备、力学和摩擦磨损性能研究；特种素材磨损与外表防护；基于摩擦磨损性能的先辈素材计算模仿与设想等。近年来以第一做者和通信做者身份在 Acta Materialia 等国际顶级期刊上颁发论文 40 余篇，受权创造专利 8 项。目前主持国度天然科学基金 (面上、青年)、国度重点研发方案子课题、博士后面上一等帮助、陕西省基金等多项项目，2018 年获全国博士后立异人才撑持方案。
研究布景
跟着工程设备利用于高负荷、轮回应力和大温差等恶劣苛刻情况中，特殊是涉及到磨损接触时，设备的可靠性和利用寿命等面对着愈加严格的考验。因而，设想和开发先辈合金外表手艺是掌握和削减传动系统中摩擦磨损的关键。高熵合金 (High Entropy Alloys, HEAs) 已被证明具有优良的力学性能、耐侵蚀性和抗高温抗氧化性，具有做为耐磨和减摩涂层的潜力。本文归纳综合了高熵合金的开发过程和耐磨减摩高熵合金涂层的研究停顿，并重点介绍了磁控溅射、激光熔覆和热喷涂三种办法造备的高熵合金涂层。同时，研究总结了那些涂层的微看组织、力学性能和摩擦磨损特征之间的内在关系。最初，文章展看了该范畴开展需要处理的关键问题和高熵合金涂层在摩擦学范畴将来的开展趋向。
关键词：高熵合金；涂层；力学性能；摩擦。
研究过程
磁控溅射造备的 AlTiTaZrHf(N) 薄膜在 RN2=0% 时构成具有非晶构造致密的描摹；当 N2 流量增加，薄膜截面描摹呈现明显的柱状晶构造，RN2=40% 时柱状晶密度显著高于 RN2=10% 时的柱状晶密度，那是因为跟着氮流量的增加，生长平面的迁徙率增加，如图 1 所示。
图 1. 磁控溅射薄膜 AlTiTaZrHf(N) 随含氮量改变的截面构造图。
激光熔覆涂层 CoCr2.5FeNi2Tix 跟着 Ti 含量的增加产生明显的固溶强化效果，涂层的硬度显著增加，磨缺失重明显下降，如图 2 所示。
图 2. 激光熔覆涂层 CoCr2.5FeNi2Tix (x=0,0.5,1,1.5) 显微硬度及其磨损量。
从热喷涂涂层 CoCrFeMnNi 磨痕描摹中能看出明显的剥落和大量裂纹，可知其次要为磨粒磨损，分层磨损。通过添加纳米级 Al2O3/TiO2 颗粒，做者发现其磨痕中的裂纹剥落明显削减，磨痕愈加光滑，表示出更优良的耐磨性，如图 3 所示。
图 3. 热喷涂涂层 CoCrFeMnNi(Al2O3/TiO2) 磨损外表描摹图，Al2O3/TiO2 添加量 (a–c) 0wt%；(d-f) 10wt%；(g-i) 20wt%。
磁控溅射造备的 NbMoWTa/Ag 薄膜具有优良的光滑效果，比拟 NbMoWTa 薄膜其摩擦系数显著降低，而 2.5 nm 亚层厚度的多层膜表示了出更优异的耐磨性。多层膜构造的设想使 Ag 的添加不只带来了继续的光滑效果，同时也连结了薄膜具有较高承载才能，如图 4 所示。
图 4. 磁控溅射 NbMoWTa/Ag 多层膜和 NbMoWTa 薄膜的摩擦学性能及其白光干预外表描摹。
研究结论
本文综述了近年来高熵合金涂层在摩擦范畴的开展，能够发现，比拟于传统合金涂层，高熵合金展示出了较好的耐磨减摩性能。那能够回结于以下方面：高熵合金涂层普及具有较高的硬度和强度，那恰是耐磨素材所需要的；其次，高熵合金固溶强化以及硬量化合物引起的第二相强化有效加强了涂层抗塑性变形的才能；第三，高熵涂层和薄膜造备过程中产生的残存压应力有助于其摩擦学性能的进一步提拔；第四，涂层中大量纳米晶或非晶相的存在优化了素材的组织和性能；第五，因为高熵合金的成分多元性，特殊元素的引进在摩掠过程中有助于原位修建固体光滑外表，降低摩擦系数。
然而高熵合金涂层的设想、模仿研究和揣测阐发方面仍然不敷深进，关于工业利用仍贫乏原则化的掌握手段。因而，将来可针对以下方面停止进一步研究：关于高熵合金涂层的设想及摩擦学机理研究，通过火子动力学模仿和热力学理论等从原子的角度深进理解并批示涂层的设想和造备；通过界面构造设想，将差别性能特征的素材停止有效组合，进一步进步素材整体的强度和韧性，获得更抗怠倦、更不变的高熵合金复合涂层；借鉴传统自光滑复合素材的体味，加进 Ag、二维素材石墨烯、金属化合物 MoS2 等，进一步拓展高熵合金自光滑素材系统；开展宽温域、辐照、侵蚀和实空等复杂情况下的摩擦磨损测试，扩展高熵合金涂层的泛用性。
文章链接：
独行