Page 158 - 《摩擦学学报》2021年第6期

第 6 期 石佩璎, 等: MoO 3 -ZnO/镍基复合涂层制备及其摩擦学性能研究 943

表 4 图6中复合涂层磨损表面不同位置的元素组成 ZnO
(P1~P9) MoO 3
ZnMoO 4
Table 4 Chemical composition of worn surface of as- NiO
sprayed coatings in Fig. 6 (P1~P9) Al 2 O 3
NiMoO 4
Atomic fraction/% Intensity/a.u. Inside
Point
Ni Al Mo Zn O
P1 74.12 9.95 3.04 0.18 12.71
P2 46.03 6.94 3.47 0.98 42.56 Outside
P3 50.19 7.19 2.64 3.03 36.94
P4 47.15 9.01 2.52 3.65 37.67
200 400 600 800 1 000 1 200
P5 50.68 1.76 2.51 1.58 43.48 −1
Raman shift/cm
P6 64.16 4.55 4.52 3.72 23.06
P7 50.99 7.85 7.23 3.10 30.83 Fig. 7 Raman spectra of inside and outside the worn surface
of Z1 coatings at 800 ℃
P8 59.80 6.65 15.62 2.75 15.18
P9 37.93 7.01 10.70 2.19 42.18 图 7 Z1涂层800 ℃摩擦试验后磨痕内外拉曼谱图

显的润滑膜生成，图8(f)中大块磨屑转移位置P6，其成 3 结论
分为Ni Al Mo Zn O (下标表示原子百分
39.03 8.16 1.79 0.95 50.06 a. 采用等离子喷涂工艺制备了不同含量双氧化
数)，该片状磨屑应该是润滑膜的大片脱落导致的. 光 物(MoO -ZnO)的镍基复合涂层，原始涂层中主要包含
3
滑的润滑膜P7位置和磨屑颗粒P8位置的元素含量 MoO 和ZnO，并有少量的ZnMoO 生成.
4
3
差 异 较 大 ， 分 别 为 Ni 29.55 Al 18.63 Mo 1.71 Zn 2.02 O 48.09 和 b. MoO 和ZnO的添加可以有效改善镍基涂层在
3
Ni 5.81 Al 7.92 Mo 5.77 Zn 0.66 O 79.84 (下标表示原子百分数). 该 800 ℃时的摩擦学性能，其中添加5%MoO 和5%ZnO
3
结果表明在摩擦过程中元素发生了转移，并且在对偶 的Z1涂层摩擦性能从室温至800℃均较为优异，特
球表面形成润滑膜，该润滑膜和涂层磨损表面形成的 别是在800 ℃摩擦系数低至0.28，磨损率低至4.22×
−5
3
润滑膜有效阻止了涂层和摩擦副的直接接触，使其转 10 mm /(N·m).
变为润滑膜与润滑膜之间的接触，因此极大地降低了 c. 高温和摩擦的双重作用促使了二元氧化物(NiO)
摩擦系数和磨损率，改善了涂层的润滑和耐磨性能. 和三元氧化物(ZnMoO 和NiMoO )在磨损表面润滑
4 4

(a) (b) (e)

P2
P1

200 μm 50 μm 200 μm

(c) (d) (f)

P3

P4
P7
P6
P5
P8
200 μm 50 μm 50 μm

Fig. 8 SEM morphologies of worn surface of Al 2 O 3 balls sliding against Z1 coatings at elevated temperatures:
(a)(b) 25 ℃; (c)(d) 400 ℃; (e)(f) 800 ℃
图 8 Z1涂层对应的Al 2 O 3 球表面磨损形貌：(a)(b) 25 ℃；(c)(d) 400 ℃；(e)(f) 800 ℃(其中(b)(d)(f)
分别为(a)(c)(e)中红色方框的高倍形貌)