Page 101 - 《摩擦学学报》2021年第6期

886 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

4 10 7 80
Substrate
MAO-220 V
MAO-260 V 10 6
3 MAO-300 V 5 60
MAO-340 V
Z″/(MΩ·cm 2 ) 2 |Z|/(Ω·cm 2 ) 10 4 40 Phase angle/(°)
10

10 3 |Z| phase angle
Substrate 20
1 MAO-220 V
10 2 MAO-260 V
MAO-300 V
MAO-340 V
0 10 1 0
0 1 2 3 4 5 6 7 10 −2 10 −1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5
2
Z′/(MΩ·cm ) Frequency/Hz
(a) Nyquist plots (b) Bode plots
R S Q 1

Q 2

Q 3
R 1

R 2

R 3
(c) Equivalent circuit

Fig. 7 Electrochemical impedance spectroscopy and equivalent circuit of MAO coatings with different voltages
图 7 不同工作电压的MAO涂层的阻抗图和等效电路

表 2 不同工作电压的MAO涂层的交流阻抗谱拟合结果
Table 2 Electrochemical impedance fitting results of MAO coatings with different voltages

2
Sample R 1 /(Ω·cm ) 2 CPE, Y 0 n R 2 /(Ω·cm ) 2 CPE, Y 0 n R 3 /(MΩ·cm )
Substrate 1 249±115 (2.62±0.25)×10 −5 0.77±0.06 (6.52±0.59)×10 5 − − −
MAO-220 V 1 205±108 (1.43±0.11)×10 −7 0.69±0.05 (7.12±0.65)×10 5 (3.56±0.26)×10 −7 0.74±0.05 5.7±0.55
MAO-260 V 1 431±126 (9.6±1.01)×10 −8 0.72±0.06 (7.92±0.68)×10 5 (1.08±0.09)×10 −7 0.79±0.06 6.73±0.61
MAO-300 V 1 469±137 (1.72±0.15)×10 −7 0.74±0.05 (1.25±0.13)×10 5 (9.9±0.85)×10 −8 0.78±0.05 4.92±0.43
−7 5 −7
MAO-340 V 1 405±129 (3.56±0.32)×10 0.65±0.04 (4.3±0.41)×10 (2.23±0.24)×10 0.81±0.06 2.73±0.22
0.0
Substate MAO-220 V
−0.2 MAO-260 V MAO-300 V 态平衡. 因此，所有MAO涂层的OCP值开始稳定. OCP
MAO-340 V
−0.4 值是决定涂层电化学状态的1个重要因素 . 在磨蚀
[15]
E/V
−0.6 试验中，MAO-260 V的高OCP值表明其优越的电化学
−0.8
Soaking Fretting test Soaking 响应. 磨蚀试验后，试样停止滑动，OCP值再次增大，
0.8 表明试样表面生成了新的钝化膜 ，摩擦系数值经过
Friction coefficient 0.6 Wear Wear 最初的快速上升后，迅速达到稳定状态. 其中MAO-
[18]
0.4
end
start
340V涂层具有最高的摩擦系数值.
0.2
0.0 图9所示为不同工作电压的MAO涂层的磨痕形
0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 貌. MAO-260 V涂层的磨痕面积最小. 从放大图可以
Time/s
看出，所有的MAO涂层磨痕表面均呈现明显的犁沟

Fig. 8 Coefficient of friction and open circuit potential of
MAO coatings with different voltages 痕迹，许多大小不一的磨屑不均匀地分布在磨痕表面.
图 8 不同工作电压的MAO涂层的摩擦系数和开路电位 所有的MAO涂层均已被磨穿，Zr合金基体暴露在磨痕