製備出梯度納米結構降低合金摩擦係數

本報訊（記者沈春蕾 通訊員劉言）近日，中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學國家（聯合）實驗室盧柯研究組利用表面機械碾磨技術，在Cu-Ag合金錶層製備出梯度納米結構。該結構在高載荷干摩擦過程中，顯著降低了Cu-Ag合金的干摩擦係數。相關研究已發表於《科學進展》。

機械運轉時材料之間的摩擦會造成能量的損耗、工作效率降低及部件壽命縮短。材料本體在一定工況條件下的摩擦係數難以通過結構調控而改變，即使將晶粒尺寸降低到納米量級，材料的硬度成倍提高，穩態摩擦係數也幾乎不變。降低金屬材料本體的摩擦係數似乎成為一個「不可能完成」的任務。

實驗表明，在單次及重複滑擦條件下，Cu-Ag合金梯度納米結構樣品表面始終光滑如初，沒有出現裂紋或材料堆積，並有效抑制了摩擦導致的表面粗糙化，呈現出與粗晶及均勻納米結構樣品截然不同的特性。同時，材料的磨損速率呈量級降低。

梯度納米結構為降低傳統金屬材料的摩擦磨損開闢了新途徑，梯度納米結構顯著降低金屬的干摩擦係數，對提高工程材料能源效率與產品壽命具有重要意義，也將對高端精密製造技術的發展產生推動作用。