Page 54 - 《摩擦学学报》2020年第4期

464 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

The brittle film with microcracks
Spalling pit

Cracks

10 μm 10 μm
(a) −0.6 V (b) −0.81 V

Lamellar fragments

10 μm

(c) −1.0 V

Fig. 9 SEM cross-sectional morphologies of wear scars under different applied potentials
图 9 不同外加电位下的磨痕截面图像

表 3 不同电位下磨损区域XPS定量分析结果 3 结论
Table 3 XPS quantitative analysis results for elements in
worn surfaces of various potentials a. 微动磨损对材料的腐蚀行为有显著影响，微动

Weight fraction/% 磨损使材料表面的钝化膜受损，导致开路电位负移，
Element
−1.0 V −0.81 V −0.6 V
极化曲线向较小电位和较大电流方向偏移.
C1s 44.37 43.55 45.87
b. 极化电位对材料微动运行区域特性有显著影
O1s 36.12 36.72 34.78
N1s 2.49 2.39 3.97 响，相对于阴极极化和自腐蚀电位极化，在阳极极化
Al2p 11.82 14.54 12.66
下，腐蚀和磨损交互作用更明显，产生的磨屑和腐蚀
Si2p 3.03 0 0
产物较多，在流失和转移过程中发挥润滑作用，摩擦
Fe2p 2.16 1.86 1.29
Cl2p 0 0.94 1.43 系数相对较低，接触表面更易产生滑移，微动运行工
况图滑移区范围增大，混合区和部分滑移区范围收窄.
对应物质为Al O . 铝合金在NaCl溶液中所发生的主 c. 微动摩擦系数随着外加电位增加呈现先降低
3
2
要化学反应如下 [32-33] ： 再增加的趋势，在自腐蚀电位处达到最小值，阴极电
+
−
Al → Al +3e [Anodic reaction] (3) 位下的摩擦系数大于阳极电位下的数值.
3
d. 腐蚀电流在不同的极化区域出现不同的规律.
−
−
O 2 +2H 2 O+4e → 4OH [Cathodic reaction] (4)
在阴极电位和自腐蚀电位极化下，腐蚀电流增加，微
+ −
Al +3OH → Al(OH) → Al 2 O 3 (5) 动加速了磨损区域的腐蚀. 在阳极电位极化下，腐蚀
3
3
在氯化钠溶液中，Cl 会通过以下化学反应来侵蚀 电流减小，微动减弱了磨损区域的腐蚀.
-
样品： e. 不同极化电位下，磨痕截面均可区分为磨屑于
腐蚀产物构成的第三体层、塑变层和基体. 不同极化
Al(OH) +Cl → Al(OH) Cl+OH − (6)
−
2
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区第三体层的组成和磨损机制不同，在阴极极化和自
−
Al(OH) Cl+Cl → Al(OH) Cl 2 +OH − (7)
2
腐蚀电位极化下，材料的磨损机制主要表现为剥层机
−
Al(OH)Cl 2 +Cl → AlCl 3 +OH − (8) 制和磨粒磨损，磨损区域腐蚀产物主要为Al O ；在阳
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