TC4合金表面微弧氧化原位生长自润滑MoS2/TiO2膜层研究

作     者：杨泽慧 王楠 陈永楠 张龙 陈宏 郝健民 赵永庆 史晨星 史文龙 Yang Zehui;Wang Nan;Chen Yongnan;Zhang Long;Chen Hong;Hao Jianmin;Zhao Yongqing;Shi Chenxing;Shi Wenlong

作者机构：长安大学材料科学与工程学院陕西西安710064 西北有色金属研究院陕西西安710016 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2020年第49卷第9期

页      面：3195-3202页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51471136) 陕西省自然科学基金重点项目(2019JZ-27) 陕西省陕煤联合基金项目(2019JLM-47) 凝固技术国家重点实验室开放课题(SKLSP201750) 中央高校基本科研业务费专项资金(300102319304,300102318101)。 

主　　题：TC4 微弧氧化 MoS2 原位合成 摩擦磨损 

摘      要：钛合金表面减摩涂层的设计和制备是提升钛合金构件耐磨性能、保障服役安全的重要技术之一。针对于目前钛合金减摩涂层中减摩剂分散不均匀,易于团聚导致膜基结合力差等问题,本研究采用一步微弧氧化技术在TC4合金表面原位生长纳米MoS2颗粒,制备具有减磨作用的MoS2/TiO2复合陶瓷膜层;讨论了原位反应中硫源添加量对膜层微观结构及耐磨性能的影响。结果表明:以Na2S和Na2MoO4分别为硫源和钼源在TC4合金表面通过微弧氧化制备出了MoS2/TiO2复合陶瓷膜层;通过控制Na2S浓度可以原位生成具有小尺寸、均匀化分布的纳米MoS2颗粒,并实现对MoS2含量和形态的调控。随着Na2S浓度的增加,膜层结构逐渐致密化且表面粗糙度较低,当添加量到达60 g/L时,由于硫沉淀作用导致膜层开始疏松,粗糙度增加。由于膜层表面和内部均存在均匀化分布且具有自润滑作用的MoS2颗粒,所得膜层耐磨性较传统微弧氧化膜层或直接添加MoS2颗粒所得膜层分别提高了395.4%、129.4%;同时,膜基结合力较传统微弧氧化提高了87.1%,达到了723.8 N,说明了该技术在保证良好的自润滑效果同时改善了膜基结合力。该研究结果可以为钛合金耐磨涂层设计和制备提供新思路和研究方法。