等离子喷涂用纳米MoO3-Bi2O3复合粉体的制备

孙 航，贾均红,2，杨 杰，何乃如，杨鑫然，蔡粮臣

(1. 陕西科技大学 机电工程学院，陕西 西安 710021； 2. 中国科学院 兰州化学物理研究所，兰州 甘肃 730000)

随着航空、 航天等高技术领域的不断发展，高温结构件中材料的润滑与减磨日益受到关注[1-2]。由于润滑油脂的使用温度均在400 ℃以下，高温结构件依赖具有良好自润滑性的固体润滑涂层提高基材使役寿命，而传统的固体润滑剂(石墨、 MoS2、 Pb等)在400 ℃以上氧化分解或挥发严重，因此迫切需要发展新型固体润滑剂改善防护涂层的高温自润滑性能。金属氧化物熔点较高，高温下化学稳定性优异，是高温固体润滑涂层理想的润滑相。研究表明，通过Ag2O-Ta2O5、 Ag2O-MoO3、 Cuo-MoO3、 Bi2O3-TiO2等金属氧化物[3-6]的复配设计作为防护涂层第二相，在高温摩擦热-力耦合诱导下，通过摩擦化学反应生成的钽酸盐、 钼酸盐和钛酸盐等二元双金属氧化物具有易剪切的晶体微观结构，使得涂层呈现出良好的高温自润滑性。

近年来，国内外学者利用热喷涂技术，以耐高温基础相与二元金属氧化物粉体的机械混合物为喷涂原料[7-11]，开发了兼具良好力学性能与摩擦学性能的新型固体润滑涂层。王新鹏等[6]通过大气等离子喷涂制备TiO2-Bi2O3系列复合涂层，结合强度大于40 MPa，磨损率在室温到800 ℃整体小于7×10-5mm3/(N·m)，摩擦系数在800 ℃时低至0.1。姚仟仟等[12]采用常压等离子喷涂技术成功地制备了MoO3-BaO复合涂层，互作用参数较小和离子势差较大的MoO3和BaO的复配，有效改善了NiAl涂层在高温(600～800 ℃)的摩擦学性能。对于此类涂层的设计制备，利用高温摩擦诱导摩擦化学反应，生成具有自润滑性的双金属氧化物是其关键。……