兰州化物所新型仿生结构纳米复合陶瓷润滑材料研究获进展

发布时间：2012/4/16 6:28:19

　在国家重点基础研究发展计划“973”项目、国家自然科学基金项目和中科院“西部之光”人才培养计划项目的支持下，中国科学院兰州化学物理研究所润滑与防护材料研究发展中心胡丽天研究员带领的课题组在新型仿生结构纳米复合陶瓷润滑材料研究方面取得了新进展。

　　高性能结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强度、抗氧化等多种优异性能，是制造高温润滑耐磨元件的理想材料。从未来的发展来看，高温结构陶瓷是可在1000℃以上长时间工作，同时具有高强度和耐腐蚀性能的低密度结构材料。目前由于陶瓷材料的本征脆性以及由摩擦学设计所带来的材料力学性能的下降，在很大程度上限制了它在高温润滑领域更为广泛的应用。

　　研究人员以微-纳米复合粉体为原料，通过材料的仿生结构设计，形成具有优异性能的氧化铝/钼层状复合材料，在保持陶瓷良好力学性能的同时，实现了材料的结构/润滑功能一体化设计。Al2O3/Mo仿生层状复合材料中，存在厚度小于65m的弱界面金属层，高温摩擦时生成的润滑性氧化膜改善了材料的高温摩擦学性能，800℃和Al2O3陶瓷栓对摩时的摩擦系数可降低至0.25。同时，材料具有较高的断裂韧性，其形变曲线在一定程度上具有非线性断裂特性或假“塑性”特征，从而可能改变陶瓷的脆性破坏特征，为陶瓷材料在摩擦学领域更为广泛的应用奠定了重要的基础。