Page 99 - 《摩擦学学报》2021年第6期

884 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

Zr
m-ZrO 2 t-ZrO 2 摩擦力随载荷变化曲线和划痕形貌. 划痕试验是评价
MAO-340 V
涂层与基体之间结合力的一种试验方法. 临界载荷
(L )是通过涂层与Zr合金基体分离时的载荷来确定的.
Intensity/a.u. 随着载荷的增加，当涂层与基体分离时，摩擦力会出
c
MAO-300 V
[14]
. L 也
现急剧突变，摩擦力突变时对应的载荷即为L
c
c
MAO-260 V
可以通过划痕的形貌来判断，如图5(b)所示. 不同工作
MAO-220 V 电压的MAO涂层结合力从大到小的顺序为MAO-260 V>
MAO-300 V>MAO-340 V>MAO-220 V. 所以，MAO-
20 30 40 50 60 70 80
2θ/(°) 260 V涂层具有最大的结合力(44.3 N)，这是因为高工

Fig. 2 XRD patterns of MAO coatings with different voltages 作电压下的生成的MAO涂层裂纹和缺陷更多，导致
图 2 不同工作电压的MAO涂层的XRD图谱 结合力下降.
4 600 1.5
Substrate
0 Hardness
−4 500 Roughness
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
4 MAO-220 V
0 400
−4 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.9
Height/μm −4 4 0 MAO-260 V Hardness/HV 300 0.6 Roughness/μm

4 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 200
MAO-300 V
0 100 0.3
−4
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
4
MAO-340 V 0 0.0
0
−4 Substrate
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 MAO-220 V MAO-260 V MAO-300 V MAO-340 V
Width/μm
(a) Surface profile (b) Hardness and roughness

Fig. 3 (a) Surface profile, (b) hardness and roughness of MAO coatings with different voltages
图 3 不同工作电压的MAO涂层的(a)表面轮廓，(b)硬度和粗糙度

MAO Substrate MAO coating Substrate
coating
EDS line EDS line Nb
Intensity Nb Intensity O
Si
O
Zr
Si
Zr
5 μm 5 μm
0 3 6 9 12 15 0 3 6 9 12 15
Distance/μm Distance/μm
(a) MAO-220 V (b) MAO-260 V

MAO coating Substrate MAO coating Substrate
EDS line Nb EDS line Nb
Intensity Si Intensity O Si
O
Zr
Zr
5 μm 5 μm
0 3 6 9 12 15 0 3 6 9 12 15
Distance/μm Distance/μm
(c) MAO-300 V (d) MAO-340 V

Fig. 4 Cross-section morphology and EDS line analysis of MAO coatings with different voltages
图 4 不同工作电压的MAO涂层的截面形貌及元素分布