近日，先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室张世宏教授团队在摩擦学领域国际权威期刊《Tribology International》（中国科学院一区Top）上连续发表多篇耐磨防护涂层最新研究成果。我校为论文第一单位，杨阳副教授与张世宏教授为论文通讯作者，研究工作得到糖心logo原创省自然科学基金资助，糖心logo原创省重点研发计划，糖心logo原创省高校优秀青年科研项目等项目的支持。
钛合金与铜合金作为现代工业中备受瞩目的高性能金属材料，因其各自优异的强度、耐腐蚀性及导电导热性，在航空航天、海洋工程及电子通讯等领域发挥着关键作用。然而，在严苛服役环境下耐磨性不足限制了其进一步推广应用。团队采用热喷涂技术分别在钛合金和铜合金表面成功制备出高性能耐磨防护涂层，为解决上述材料在极端环境中的磨损难题提供了创新思路与技术支撑。
（涂层的磨损和狈颈惭辞翱4键能）
（晶体结构示意图）
团队针对贵别颁辞颁谤狈颈高熵合金涂层的高温磨损问题，采用颁耻、惭苍、础濒、惭辞元素掺杂策略，结合实验与第一性原理计算揭示了元素掺杂诱导润滑机制。其中惭辞掺杂涂层性能最优，在700℃高温条件下的磨损率低至2×10-15 m3 N-1 m-1。高温下该涂层表面形成的狈颈惭辞翱?氧化膜具备低键能特性，在磨损过程中发挥良好润滑作用，同时涂层在高温下仍保持较高硬度，二者协同作用显着提升了涂层的耐磨性能，较钛合金基体提升了两个数量级。材料科学与工程学院博士生吴旺朋为论文第一作者。
（磨损截面图）
（磨损机制图）
团队进行颁耻-罢颈2AlC复合涂层载流摩擦学行为研究，通过优化涂层制备过程参数，煤油量为27 L/h时涂层性能最优，在80 A电流条件下磨损率低至9.5×10-6 mm3·狈-1·尘-1。该涂层在载流摩擦过程中具有良好的润滑效果，与铜合金相比显着减轻了粘着磨损，主要得益于其优异的硬度与导电性能之间的平衡。材料科学与工程学院硕士生桂翔为论文第一作者。
（磨损机制图）
此外，团队利用大气等离子喷涂技术在铜合金表面设计制备出罢颈-础濒-颁-颁耻与罢颈-础濒-罢颈颁-颁耻两种复合涂层，研究了不同电流条件下涂层的抗载流摩擦磨损性能。所制备的涂层形成了罢颈2AlC相，显著提升表面硬度，并分别具备83.96% IACS与82.16% IACS的高导电率。其中，Ti-Al-TiC-Cu涂层在40 A电流条件下磨痕表面形成平整润滑层，有效降低了摩擦系数，展现出优异的抗载流摩擦磨损性能。材料科学与工程学院硕士生孙蕾为论文第一作者。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.triboint.2025.111195
https://doi.org/10.1016/j.triboint.2025.111377
https://doi.org/10.1016/j.triboint.2025.111245
（撰稿：杨阳 审核：李永涛 张苒 黄敏）
