表面織構化–等離子表面滲鉻復合處理對TA2 純鈦耐磨性的影響*

林乃明，雷 欣，王煥煥，袁 爍，王 強，雷晨慶，閆江山，王瑋華，馬冠水，曾群鋒

（1. 太原理工大學，太原 030024；2. 航空工業航宇救生裝備有限公司，襄陽 441003；3. 中科院海洋新材料與應用技術重點實驗室/浙江省海洋材料與防護技術重點實驗室，寧波 315201；4. 西安交通大學現代設計及轉子軸承系統教育部重點實驗室，西安 710049）

鈦及鈦合金具有比強度高、彈性模量低、無磁性、無毒、優異的耐腐蝕性能及生物相容性等特點，已在航空航天、船舶、海洋、石油化工和生物醫學等領域得到廣泛應用[1–4]。但鈦及鈦合金硬度低、導熱差、不耐磨，且摩擦過程中黏著磨損傾向大，嚴重威脅著裝備的可靠運行和長壽命服役安全，更是制約鈦及鈦合金應用的主要技術瓶頸[5]。發生于材料表面的磨損和腐蝕與其表面性能密切相關，采用表面處理來改善和調控鈦及鈦合金的表面性能和服役行為，能夠有效突破其自身防護極限，是解決鈦及鈦合金表面損傷和失效問題的有效途徑[6]。目前，物理氣相沉積、化學氣相沉積、微弧氧化、熔覆、噴涂、熱擴滲等表面技術已被用于鈦及鈦合金的表面強化[7–12]。

除了采用表面技術，恰當的表面形貌設計亦能改善和調控材料的表面性能和服役行為[13]。仿生研究表明，在大自然優勝劣汰的進化法則下，生物體形成了優化的結構設計、精巧的材料拓撲和特殊微觀形貌的非光滑體表，使其在特定環境中表現出優異的生存適應性、靈活性和運動平穩性[13–14]。受此啟發，通過形成一定形狀、尺度和分布的凹坑、溝槽或凸起等表面織構，可賦予材料表面減摩、耐磨、疏水、減阻、防污等性能，表面織構已成為摩擦學和表面工程領域的研究熱點之一[15–17]。……