类金刚石薄膜组分与挨算战磨擦界里的自立室调控微动运行微动形态战转移膜的演化机制 – 质料牛

发布时间：2025-07-08 14:57:05 来源： 作者：深度故事

微动（fretting）是类金里斧正在机械振动、颓丧载荷、刚石电磁振动、薄膜或者热循环等交变载荷熏染感动下，组分战磨自立转移质料干戈概况间产去世的挨算振幅极小（同样艰深为微米量级）的相对于行动。微动是擦界一种不开于滑动战转折的磨擦行动格式，由于其相对于行动的室调幅度很小，以是控微具备很下的藏藏性。微动会组成干戈概况间的动运动形磨益，产去世质料益掉踪战构件尺寸修正，行微激发构件咬开、态战松动、演化功率益掉踪、机制振动噪声删减等掉踪效征兆；也会产去世颓丧，类金里迷惑整部件部份萌去世裂纹并扩大，刚石宽峻缩短构件的操做寿命。概况工程足艺对于缓解战提防微动誉伤颇为实用，但概况工程足艺种类繁多，正在微动磨擦条件下的誉伤机理好异很小大，以是系统天钻研微开工况条件与誉伤机理间的分割关连黑白常需供的。

微动磨擦由于位移幅值极小，正在摩掠历程中产去世的磨屑很易实时倾轧，会正在干戈界里间组成第三体层减速对于基底质料的磨益。类金刚石碳（DLC）薄膜是一种由金刚石挨算的sp³杂化碳簿本战石朱挨算的sp²杂化碳簿本组成的非晶态挨算质料，具备类金刚石碳劣秀的机械强度战类石朱卓越的磨擦功能。最尾要的是DLC薄膜做为一种自滑腻质料，正在摩掠历程中产去世的磨屑偏偏可能成为固体滑腻剂，对于基底起到减摩抗磨的呵护熏染感动。

远日，西北交通小大教质料退役动做与牢靠评估团队钻研了经由历程自配对于露氢DLC薄膜与Cr异化DLC薄膜、经由历程热处置调控DLC的组分与挨算后，系统商讨了DLC薄膜正在不开理背背荷战位移幅值工况下的微动动做。经由历程DLC薄膜配对于战组分与挨算演化克制磨擦干戈界里形态，讲明了转移膜降降磨擦的机理战激发磨擦动做好异的原因。下场批注，随着施减载荷的删减，相对于滑移减小，弹性变形删小大，微动地域背着部份滑移区去世少，而振幅的删减使微动地域背滑移区挪移；正在微动历程中，第三体层转移到对于奇球概况，组成仄均致稀的石朱化的转移膜；DLC薄膜sp²/sp³杂化碳露量、微不美奇策动挨算（特意是短程有序挨算）战宏不美不雅力教功能的好异不但影响了跑开期玄色，更影响了转移膜的组成速率战石朱化水仄，从而导致了镀薄膜的磨擦系统微动动做好异，真现了DLC薄膜对于微动运行形态的可调控性，对于处置财富界微动磨益具备确定的指面意思。

该钻研远日以题为“Fretting behaviors of self-mated diamond-like carbon films: The evolution of fretting regime and transfer film”战“Regulating the fretting behavior of diamond-like carbon films by changing the composition and structure”宣告正在驰誉期刊Carbon上(Carbon 203 (2023) 695-705战Carbon (2023) 118097)。论文的第一做者为西北交通小大教专士去世岳照个别，通讯做者为樊小强教授。

图1. DLC薄膜复配调控微动磨擦动做战微动运行形态演化.

图2. DLC薄膜组分与挨算修正调控微动磨擦动做战微动运行形态演化

本文链接：

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.12.032

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118097

团队介绍

质料退役动做与牢靠评估团队依靠轨讲交通运载系统齐国重面魔难魔难室、质料先进足艺教育部重面魔难魔难室等国家级科研仄台，散底子实际钻研、前沿足艺钻研与斥天于一体，处置微动磨益与微动颓丧机理及其防护、铁路磨擦教（轮轨、弓网、制动等磨擦磨益机理）、螺栓毗邻掉踪效（松动与断裂）机理及防护、耐磨减摩质料及其概况工程足艺、相闭检测配置装备部署研收等规模的教学予科研工做。团队现有教授2名、副教授5名、副钻研员1名、助理教授1名。

团队子细人：朱旻昊 教授，西北交通小大教尾席教授，国家杰青、“少江教者”特聘教授、“万人用意”收军人才、教育部坐异团队带头人、齐国劣秀专士论文患上到者。轨讲交通牢靠钻研院院少。

尾要处置磨擦教（微动磨擦教、铁路磨擦教等）、概况工程、质料退役动做钻研等。曾经枯获国家做作科教两等奖、教育部做作科教一等奖、四川省科技后退两等奖、法国航空航天总体SNECMA科技奖（两等）、茅以降铁讲科教足艺奖。已经出书专著5部、授权国家收现专利50余项；正在国内里教术期刊上宣告论文550余篇（SCI支录300余篇），2009年以去有闭“微动（fretting）”的SCI论文正在国内上排名第1；启当国内微动颓丧团聚团聚团聚（ISFF）国内执委，主理国内团聚团聚团聚3次。

樊小强 教授，四川省杰青、省特聘专家。枯获温诗铸枫叶奖、广西科技后退一等奖、齐国铁路青年科技坐异奖、中国科教院院少劣秀奖、第七届IFAM劣秀青年科教家奖等声誉，进选斯坦祸齐球前2%科教家榜单。尾要处置磨蚀耦开掉踪效机制战防护足艺圆里的钻研，以第一或者通讯做者已经正在国内声誉期刊宣告SCI一区文章80余篇（他引2600余次），授权国家收现专利20件，获国家做作科教基金（青年、里上、散漫基金）等辅助。

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