氮化硼纳米片对氧化铝胶黏陶瓷涂层摩擦行为的影响

杨网，陆小龙，王永光，赵栋，管怀俊

（苏州大学，苏州 215131）

摩擦和磨损是机械系统能量损失和部件失效的两个主要原因。据估计，有约1/3 的能源以各种形式消耗在摩擦上，约80%的零件是因摩擦副材料磨损而损坏[1]，摩擦磨损不仅会造成大量的资源浪费和经济损失，还会引起严重的安全事故，威胁人身安全。目前，涂覆陶瓷涂层已经成为改善上述问题的重要手段之一[2-5]。陶瓷涂层的制备方法众多，如热喷涂技术、自蔓延高温合成技术、原位化学反应技术、气相沉积技术、激光熔融技术、溶胶凝胶技术、料浆法等[6-8]。其中料浆法制备的胶黏陶瓷涂层，因其制备工艺简单、成本低、使用性能良好而广泛应用于工业领域[9-11]，但复杂工况下，胶黏陶瓷涂层的耐磨性仍有待提高[12]。大量研究表明，在胶黏陶瓷涂层中添加具有润滑性能的材料作为添加剂，可有效提高涂层的耐磨减摩性能。如黄华栋等人[13]在胶黏陶瓷涂层中添加石墨烯，使得磨痕表面形成石墨烯润滑膜，从而降低了摩擦因数及磨损量。徐晓燕等人[14]通过在涂层中添加羟基化碳纳米管，使得涂层在被挤压时形成润滑膜，从而提升涂层耐磨性。六方氮化硼（Hexagonal Boron Nitride，h-BN）具有类似石墨的层状六方晶系结构，二维层状结构的层间滑移决定了氮化硼具备优良的摩擦学性质，因此常用作涂层的润滑添加剂。Bin Lee等人[15]通过热压固结法制备了BNNP/Si3N4纳米复合材料，增强了陶瓷的摩擦学性能。张梦月等人[16]将Ni 包BN 与Ni60A、Ti 合金粉末混合，采用等离子熔覆技术，制备了自润滑耐磨复合涂层，发现添加氮化硼自润滑剂后，涂层的摩擦磨损性能良好。……