宁波材料所开发出系列超级耐磨涂层

　　摩擦与磨损是自然界广泛存在的物理现象，与人类生活和生产的许多方面密切相联。通过施加表面涂层，可以调节和控制工件在运动接触中的摩擦与磨损行为，有效提高其寿命，拓宽其使役范围。这类耐磨涂层在交通运输、能源利用、环境保护、精密机械、先进制造、医疗仪器、信息存贮等诸多领域已被广泛使用。

　　 磨损率是评价涂层耐磨能力及工程化潜力最关键的指标。表面涂层一旦被磨耗完毕，则无法为相对运动中的工件继续提供有效保护。因此，从应用的角度考虑，无论在何种使役条件下涂层的磨损率都必须足够低。对于PVD(物理气相沉积)方法制备的耐磨涂层，其典型磨损率在10-15 m3/N m量级或更高。为降低磨损率，国内外研究者多采用引入更复杂涂层结构（如纳米叠层）、表面处理（ABS技术）或复杂的电源（如HIMPIMS电源）的思路，但效果不明显。

　　最近，中国科学院宁波材料技术与工程研究所中科院海洋重点实验室黄峰课题组，精心选择化学组分并优化制备工艺，成功开发了一系列超级耐磨涂层，其耐磨能力明显优于国际上同类产品的最高水平。他们制备的氮化铬(CrN)、氮化钒(VN)、钒硅氮(V-Si-N)等多种涂层产品，其磨损率低至10-17 m3/N m量级或更低，大致是国际上较优水平的100倍左右。相关学术论文近期发表在Surface & Coatings Technology (2014, Vol. 248, pp.81-90)和Wear (2014, Vol. 315, pp.17-24)上。相关成果已获得国家发明ZL授权2项（201210007178.X，201210293633），另有若干项发明ZL在申请中。

　　除了超高的耐磨能力外，他们制备的这类涂层产品可以在多种基底上制备，附着力优异（划痕测试80N以上），硬度可以在25~50 GPa的范围内调节，空气中干摩擦系数0.4以下。

　　PVD技术制备的过渡金属的氮化物耐磨涂层，在表面防护中用途最为广泛。对于目前绝大多数的氮化物涂层应用场合，将传统的涂层升级为这类新开发的超级耐磨涂层，有望大幅度提高耐磨水平，进而提高产品寿命。