Page 87 - 摩擦学学报2025年第9期

第 45 卷 第 9 期 摩擦学学报（中英文） Vol 45 No 9
2025 年 9 月 Tribology Sept, 2025

DOI: 10.16078/j.tribology.2024098 CSTR: 32261.14.j.tribology.2024098
魏逸阳, 薛芸, 赵晓琴, 云海涛, 竺子康, 张纪伟, 张经纬, 安宇龙. 大气等离子喷涂Al 2 O 3 -石墨涂层及其摩擦学性能研究[J]. 摩擦
学学报（中英文）, 2025, 45(9): 1341−1353. WEI Yiyang, XUE Yun, ZHAO Xiaoqin, YUN Haitao, ZHU Zikang, ZHANG Jiwei,
ZHANG Jingwei, AN Yulong. Atmospheric Plasma Spraying of Al 2 O 3 -Graphite Coating and Its Tribological Properties[J].
Tribology, 2025, 45(9): 1341−1353.

大气等离子喷涂Al O -石墨涂层
2
3
及其摩擦学性能研究

1,2
1
1,2
4
4
3*
4
魏逸阳 , 薛 芸 , 赵晓琴 , 云海涛 , 竺子康 , 张纪伟 , 张经纬 , 安宇龙 1,2*
(1. 中国科学院 兰州化学物理研究所 润滑材料全国重点实验室，甘肃 兰州 730000；
2. 中国科学院大学 材料与光电研究中心，北京 100049；
3. 中国航发南方工业有限公司，湖南 株洲 412002；
4. 河南大学 纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心，河南 开封 475004)
摘 要: 使用水铝石[AlO(OH)]和石墨经过羟基化处理、物理搅拌和喷雾造粒制得团聚状态良好的粉末，利用大气等
离子喷涂技术分别制备了Al 2 O 3 /C复合涂层和Al 2 O 3 涂层，分析了涂层的微观结构和物相组成. 采用UMT-3摩擦磨损
试验机分别考察了Al 2 O 3 /C复合涂层和Al 2 O 3 涂层在不同载荷下与不锈钢球的滑动摩擦行为. 结果表明：制备的Al 2 O 3 /C
复合涂层成分分布均匀、缺陷较少且熔融状态良好；由于喷涂过程中AlO(OH)脱水且部分石墨氧化，Al 2 O 3 /C涂层孔
隙率较Al 2 O 3 涂层的孔隙率增大；在摩擦载荷较小时(3和5 N)，Al 2 O 3 /C涂层的摩擦系数略低于氧化铝涂层，但当载
荷增大后(10和20 N)摩擦系数区别明显，复合涂层摩擦系数与氧化铝涂层相比最大降低32%；Al 2 O 3 /C涂层和不锈钢
球的摩擦表面都发现了碳转移膜，并且涂层摩擦表面无裂纹产生；由于Al 2 O 3 /C复合涂层较大的孔隙率和较低的硬
度，Al 2 O 3 涂层在不同载荷下的磨损率都略低于Al 2 O 3 /C复合涂层；316L不锈钢球的磨损率随载荷增大逐渐减小；在
磨损机制上，Al 2 O 3 涂层以黏着磨损为主，并伴有磨粒磨损，Al 2 O 3 /C复合涂层由于摩擦表面存在大量的氧化铝硬质
颗粒，使得其以磨粒磨损为主.
关键词: 大气等离子喷涂; 水铝石; 氧化铝涂层; 氧化铝/石墨复合涂层; 摩擦磨损
中图分类号: TH117.2 文献标志码: A 文章编号: 1004-0595(2025)09–1341–13

Atmospheric Plasma Spraying of Al O -Graphite
2
3
Coating and Its Tribological Properties

3*
1
1,2
1,2
4
WEI Yiyang , XUE Yun , ZHAO Xiaoqin , YUN Haitao , ZHU Zikang ,
4
4
ZHANG Jiwei , ZHANG Jingwei , AN Yulong 1,2*
(1. State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics,
Chinese Academy of Sciences, Gansu Lanzhou 730000, China;

Received 9 May 2024, revised 9 July 2024, accepted 9 July 2024, available online 30 September 2024.
*Corresponding author. E-mail: yun_haitao@163.com; E-mail: anyulong@licp.cas.cn, Tel: +86-931-4968085.
This project was supported by the Government of Inner Mongolia Autonomous Region Science and Technology Innovation Guiding
Incentive Fund Project (CXYD2022BT14), Key Science and Technology Program of Gansu Province (22ZD6GA002) and the Youth
Innovation Promotion Association of Chinese Academy of Sciences (Y2014378).
内蒙古自治区科技创新引导项目(CXYD2022BT14)、甘肃省科技重大专项项目(22ZD6GA002)和中国科学院青年创新促进会
项目(Y2014378)资助.