2025/1/26 16:38:11 2025/1/26 16:38:11 2025/1/26 16:38:09 2025/1/26 16:38:10 2025/1/26 16:38:10 2）等具有极低的摩擦因数和磨损速率，是当前优异的润滑材料。但是，摩擦作为典型的表界面过程，固体润滑涂层的性能在很大程度上会受到所处环境的影响，例如湿度等。由于试验方法在原位实时检测摩擦界面动态演变过程时会遇到极大的技术挑战，理论计算研究在揭示材料润滑行为和机制中起到越来越重要的作用。从经典的理论摩擦分析模型出发，在回顾这些模型构建思路的基础上，总结目前常用的原子级理论研究方法，包括经典分子动力学模拟、第一性原理静态势能面计算以及第一性原理分子动力学（AIMD）模拟。并且强调量子力学方法（第一性原理计算）在探索涉及复杂电子相互作用摩擦问题时不可替代的重要作用，由此基于自由能微分提出一种有效的 AIMD 模拟方法来精确模拟界面滑动过程，从而揭示摩擦性能演变的电子级起源。该方法还可以很好地结合机器学习力场加速，大幅增加模拟尺度并减少模拟时间。研究结果对理论模拟方法的总结和展望将有助于未来更好地探索材料在复杂环境下的微观润滑机制，并指导设计高性能润滑涂层。]]> 2025/1/26 16:38:10 2025/1/26 16:38:10 2025/1/26 16:38:10 2025/1/26 16:38:10 2025/1/26 16:38:10 2025/1/26 16:38:10 2025/1/26 0:00:00 2025/1/26 16:38:10 3O₄、Fe₂O₃。但 316 不锈钢的点蚀深度要比 304 不锈钢浅，304 不锈钢暴晒 3 个月、6 个月、12 个月的平均点蚀坑深度分别为 8.29 μm、5.40 μm、6.76 μm。316 不锈钢暴晒 3 个月、6 个月、12 个月的平均点蚀坑深度分别为 2.77 μm、4.85 μm、4.10 μm。304 不锈钢暴晒 3 个月后腐蚀失重率为 0.001 5 g / (cm² ·a)，暴晒 1 年后腐蚀失重率为 0.000 5 g / (cm² ·a)，316 不锈钢暴晒 3 个月后腐蚀失重率为 0.001 1 g / (cm² ·a)，暴晒 1 年后腐蚀失重率为 0. 000 5 g / (cm² ·a)，316 不锈钢耐蚀性更好。暴晒后期点蚀坑深度会减小，因为点蚀的发展是暴晒初期快，暴晒后期发展缓慢。研究结果为南海滨海环境 304 和 316 不锈钢的防腐研究提供了真实暴晒数据及机理研究。]]> 2025/1/26 16:38:10 ? 介质中的演化规律尚不清楚。因此，利用电极划伤装置，对比 ZTi60 钛合金在中性含 F^? 的 3.5% NaCl 溶液中，完整膜层与划伤区域钝化膜生长的动力学过程。结果表明：完整膜层与划伤钝化膜的载流子密度 N_D 皆随 F^? 浓度的增加而增加，这表明钝化膜的生长速率随着 F^? 浓度的增加逐渐增大。对于完整钝化膜，膜层的生长是由氧空位 V_?的生成反应决定的。相同 F^? 浓度下，电场强度随着膜厚的增加而逐渐增大，供体迁移变得困难，膜生长速度减慢。对于划伤钝化膜， 受损钝化膜的划伤区域储存更多的变形能，膜层中的缺陷密度远远高于其他区域，划伤区域氧空位 V_? 的消耗速率成为膜层生长的速率控制步骤。在钝化膜再钝化过程中，F^? 与溶解氧对钝化膜中氧空位 V_? 的消耗反应存在竞争机制，其过程受溶液中 F^? 的含量控制。通过探讨 F^? 与溶解氧的交互作用对损伤钝化膜再钝化过程的影响规律，为钛合金表面在复杂环境中的安全使用提供了理论依据。]]> 2025/1/26 16:38:10 2025/1/26 16:38:10 2025/1/26 16:38:10 ^?6 mm³ / (N·m)；UNCD 涂层摩擦因数约为 0.22，磨损率为 3.43×10^?6 mm³ / (N·m)）；②与 UNCD 涂层相比， MCD 涂层在相同干摩擦环境下具有较高的膜基结合力与抗磨损性能，但摩擦因数较高。随后通过引入研磨抛光手段降低制备金刚石涂层的表面粗糙度，系统探究研磨抛光后 MCD 涂层和 UNCD 涂层在干摩擦环境下的摩擦磨损性能。通过研磨抛光降低 MCD 涂层表面粗糙度后可有效改善其摩擦因数，与摩擦稳定时 UNCD 摩擦因数 0.07 保持一致，其中 SiC 球磨损率从 3.21×10^?6 mm³ / (N·m)降低到 0.09×10^?9 mm³ / (N·m)。这与 MCD 涂层经过表面粗糙度优化后，有效改善干摩擦过程中磨粒磨损与黏着磨损有关。上述研究不仅为金刚石涂层在干摩擦环境中改性与摩擦机理分析提供了简洁有效的思路，同时进一步扩展了 MCD 作为防护涂层在机械密封中的应用。]]> 2025/1/26 16:38:10 2H₂气流比（68 / 12~ 62 / 18），在 PEEK 表面制备不同 W 元素掺杂含量的 DLC 薄膜。系统研究气流比对 PEEK / W-DLC 材料的组分结构、力学和摩擦性能的影响规律。结果表明，气流比降低使薄膜表面 C 粒子团簇尺寸增大和致密化。W 元素含量由 7.08at.%下降至 2.63at.%，且主要以 WC_1?x 纳米晶簇分布在 C 基质中，I_D / I_G 值由 0.42 下降至 0.32。C 元素含量的增加使膜内生成更多的 C-C 键，部分 C=O 键转化为 C-O 键。PEEK / W-DLC 材料表面褶皱密度增大，界面处形成机械咬合结构。气流比 66 / 14 时，材料具有优异的力学和摩擦性能，磨损率低至 1.52×10^?8 mm³ / (N·m）。这主要归功于碳膜的力学性能保护及磨斑处富 W 润滑转移膜的形成。通过分析材料表面凹坑结构的形成机理，发现摩擦过程中同时存在粘着磨损和磨粒磨损。研究结果将有助于指导设计开发高效耐磨的航空航天材料。]]> 2025/1/26 16:38:10 2 团簇尺寸降低， sp³ 含量上升。短期腐蚀性能测试发现，随着 Si / O 含量增加，涂层的耐腐蚀性能提升，其中 S4 涂层（Si 元素含量为 7.6at.%） 相比 S1 涂层（Si 元素含量为 0at.%）的腐蚀电流密度下降四倍。长时间（360 h）腐蚀测试中原位 EIS 结果也证实，涂层在整个浸泡周期均具有优异的耐腐蚀性，且随 Si / O 含量增加，耐腐蚀性能越优异。然而根据电感耦合等离子体发射光谱仪 （ICP-OES）的结果，所有涂层样品在腐蚀测试后均发现在测试液体中有微量铁离子，涂层和基体界面处存在轻微金属腐蚀。 结合顺磁电子自旋共振波谱（ESR）仪的测试结果，高 Si / O 含量减少了涂层中缺陷结构，提升了整体致密性，且长时间浸泡后增加了涂层的缺陷密度。综上所述，在 DLC 涂层中掺杂 Si / O 元素，可提高涂层的抗腐蚀性能，这为海洋装备表面长期高性能腐蚀防护提供了一种新策略。]]> 2025/1/26 16:38:10 2N 相组成，MoCrN 涂层由 Mo₂N 与 CrN 构成。随 Cr 元素掺杂含量的增加，Mo₂N 含量降低及压应力下降，导致涂层硬度与韧性单调降低，结合力先增加后下降。其中，Cr 元素掺杂含量为 10.4at.%的样品具有最高的结合力，相较于纯 MoN 涂层提高了 29 N。摩擦学试验发现，随 Cr 元素掺杂含量的增加，由于涂层强韧性降低、鳞片状摩擦层的消失以及摩擦产物的变化，室温摩擦因数和磨损率单调增加；当 Cr 元素掺杂含量为 19.9at.%时，因显著提升了 MoN 涂层抗氧化性能，涂层在 550 ℃下的耐磨性能最佳。研究结果详细对比分析不同 Cr 元素掺杂含量对 MoCrN 涂层力学性能及摩擦学性能的作用规律，揭示了相关影响机制，可为提高 MoN 涂层综合性能提供参考。]]> 2025/1/26 16:38:10 2）薄膜因其独特的结构特征，层间易滑移，作为固体润滑剂在航空航天、核能、机械电子等领域已得到广泛应用。然而，MoS₂ 对环服役境极其敏感，易在大气、高温等条件下发生氧化，导致其摩擦学性能下降，寿命大幅缩短。为了提高并改善 MoS₂ 薄膜的环境适应性，采用非平衡磁控溅射技术成功制备 MoS₂ / WB₂ 纳米复合和超晶格结构薄膜。 研究发现，WB₂的引入可以促使 MoS₂沿（002）晶面择优生长，获得的薄膜表面光滑、结构致密；相比于复合结构，MoS₂ / WB₂ 超晶格薄膜具有更高的硬度（~7.9 GPa）和硬 / 弹比（0.097）。得益于 MoS₂（002）晶面沿基底方向的平行排布和纳米多层界面的构筑，MoS₂ / WB₂超晶格薄膜展现出优异的中性盐雾耐腐蚀性能；特别地，超晶格薄膜在盐雾腐蚀试验前后均保持较低的摩擦因数和磨损率，而复合薄膜经历盐雾腐蚀后摩擦性能大幅衰减。这与超晶格薄膜高的硬 / 弹比和优异的耐腐蚀性能密切相关，有助于对偶球表面形成连续且致密的摩擦转移膜。]]> 2025/1/26 16:38:10 2C）金属陶瓷体系的基础上，进一步添加 TiC、TaC 制备了两种 Ti(C,N)基金属陶瓷，并重点对其物相结构、力学性能和抗氧化性能进行研究。结果表明，两种多碳化物金属陶瓷的物相结构均包含(Ti,M)(C,N)(M=W、Mo、Ta)硬质相和(Co,Ni)粘结相；相较于 TiC 添加金属陶瓷，含 TaC 金属陶瓷的硬质相颗粒尺寸更大、强韧匹配更好。热力学计算结果表明，Ta 原子在粘结相中的固溶度低于 Ti 原子，因而更易通过“溶解-析出”过程促进硬质相长大，起到增韧效果。在高温氧化环境中，Ta⁵⁺可以替换 TiO₂氧化层中的 Ti⁴⁺，使得该氧化层中的 O 空位浓度降低、O 原子扩散系数增大，因而提升了金属陶瓷的抗氧化性能。上述研究结果显示了 TaC 在增强 Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能和抗氧化性能方面的重要作用，有望指导未来金属陶瓷新体系的研发。]]> 2025/1/26 16:38:11 20.5Nb_27.6Ta_8.4Ti_27.3V_5.9Zr_10.3的涂层 Ti 元素含量最高，该涂层具有本体系下最高的硬度，约为 9.4 GPa，同时该样品的弹性模量也接近本体系下样品弹性模量的最高值，约为 136.5 GPa。BCC 结构的涂层中，成分为 Al_7.6Nb_41.8Ta_11.5Ti_20.5V_3.9Zr_14.7的涂层具有本体系下最好的耐摩擦磨损性能。最终，通过相图计算与高通量试验结合的方法，成功设计一款轻质高强的多元合金体系，并分别筛选得到本体系下具有最高硬度和最好耐摩擦磨损性能的成分。研究结果解释了该体系下合金结构随成分变化的规律，并为该体系下合金性能的筛选提供一定的指导。]]> 2025/1/26 16:38:11 2.1共晶高熵合金由面心立方无序固溶体相（FCC）和体心立方有序相（B2）形成交替片层结构，具有良好的铸造性能和强韧性。然而，在 NaCl 溶液电化学腐蚀过程中，B2 相的富 Al 钝化膜比 FCC 相的富 Cr 钝化膜稳定性差，导致 B2 相较快溶解，发生局部腐蚀。通过相图计算法（CALPHAD）设计 AlCoCr_1+xFe_1?xNi_2.1高熵合金，通过提高 Cr / Fe 元素比来调控合金的微观组织和耐腐蚀性能。与铸态 AlCoCrFeNi_2.1合金相比，铸态 AlCoCr_1.5Fe_0.5Ni_2.1合金中硬质 B2 / BCC 双相的体积分数由 27.2%提升至 42.6%，其中体心立方结构（BCC）富 Cr 纳米相的体积分数为 19.8%，其维氏显微硬度提高了 8.6%， 在 3.5wt.% NaCl 溶液中的腐蚀电流密度降低了 35.5%。因此，通过成分设计在贫 Cr 的 B2 相中大量析出富 Cr 共格纳米相， 实现硬度和耐腐蚀性能的协同提升。研究成果为高强度与耐腐蚀一体化高熵合金的开发提供了新策略。]]> 2025/1/26 16:38:11 2025/1/26 16:38:11 2 和最小的腐蚀电流密度 2.59 pA·cm² 。 EP / FBP 涂层优异的耐蚀性主要归因于涂层表面形成的微 / 纳结构和 B 的片层阻隔与 PANI 缓蚀作用的协同效应，该复合涂层有效降低腐蚀介质向漆膜内部的渗透速率。因此，通过利用 PANI 二次掺杂特性制备的疏水 PANI，能有效降低腐蚀介质向环氧涂层内部的渗透速率，为新型功能填料在环氧涂层中的应用提供新思路。]]> 2025/1/26 16:38:11 3N₄）不仅具有良好的化学稳定性和力学性能，还具有类石墨烯的二维层状结构，可作为功能填料来提高有机涂层的综合防护性能。但 g-C₃N₄ 易团聚，直接与环氧树脂复合会产生缺陷，导致涂层快速失效。采用磺化聚苯胺（SPANi）对 g-C₃N₄改性得到 g-C₃N₄@SPANi，并与厚朴酚基四官能环氧树脂（MTEP） 结合制备防腐和抗冲蚀涂料。采用拉伸应力应变、电化学阻抗和固 / 液 / 气三相流冲蚀机对环氧复合涂料的力学性能、防腐性能和抗冲蚀防护性能进行表征，发现在纯 MTEP 中添加 0.5wt.% g-C₃N₄@SPANi，其拉伸强度和断裂应变为 48.3 MPa 和 8.75%，分别比纯 MTEP 提高 68.8%和 19.05%，抗冲蚀试验后环氧复合涂层的质量损失和体积损失分别比纯 MTEP 降低了 68.41%和 66.39%，在 3.5wt.% NaCl 溶液浸泡 60 d 后环氧复合涂层低频阻抗模值为 3.25 GΩ·cm² ，比纯 MTEP 低频阻抗模值 0.112 MΩ·cm² 提高四个数量级。环氧复合涂层防腐和抗冲蚀性能的提升，主要归功于 SPANi 在 g-C₃N₄ 表面的接枝增加了 g-C₃N₄ 表面粗糙度，同时 g-C₃N₄@SPANi 与环氧树脂兼容性好，提高了涂层的致密性和韧性，进而提高复合涂层的抗冲蚀性能。因此，通过利用 SPANi 对 g-C₃N₄ 化学改性，能有效降低水分子向环氧涂层内部的渗透速率，为新型功能填料在环氧涂层中的应用提供新思路。]]> 2025/1/26 16:38:11 0 CRP）制备一系列不同侧链结构的甲基丙烯酸酯类聚合物刷（如亲水性的寡聚乙二醇类、烷基类和疏水性的含氟类），并利用红外光谱（IR）和接触角（CA）表征其结构和表面性质。此外，使用耗散型石英晶体微天平（QCM-D）原位监测聚合物刷界面的蛋白质粘附，并通过荧光蛋白浸泡试验模拟蛋白质的非特异性吸附。结果表明：聚合物刷的侧链长度决定了其界面的水合能力，如聚（寡聚乙二醇）甲醚甲基丙烯酸酯-n20 （pOEGMA-n20）的 CA 仅为 39.6°±0.5°；长侧链结构的亲水性聚合物刷更易形成水合界面，抗蛋白吸附能力远高于疏水性聚合物刷界面（低至 1.7 ng / cm² ）；多氟长链结构的疏水性界面可以在动态流速下构建出一个空气层，通过减少蛋白质与材料表面的接触而展现出一定的防污能力。研究结果系统分析了聚合物刷侧链长度和官能团对其界面防污性能的影响，为聚合物刷改性的防污涂层提供参考依据。]]> 2025/1/26 16:38:11 2025/1/26 0:00:00 2025/1/26 16:38:11 2025/1/26 16:38:11 2025/1/26 16:38:11 2025/1/26 16:38:11 2025/1/26 16:38:11