近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室卢柯研究组利用表面机械碾磨技术，在Cu-Ag合金表层制备出梯度纳米结构。该结构在高载荷干摩擦过程中，显著降低了Cu-Ag合金的干摩擦系数。相关研究已发表于《科学进展》。
机械运转时材料之间的摩擦会造成能量的损耗、工作效率降低及部件寿命缩短。材料本体在一定工况条件下的摩擦系数难以通过结构调控而改变，即使将晶粒尺寸降低到纳米量级，材料的硬度成倍提高，稳态摩擦系数也几乎不变。降低金属材料本体的摩擦系数似乎成为一个“不可能完成”的任务。
实验表明，在单次及重复滑擦条件下，Cu-Ag合金梯度纳米结构样品表面始终光滑如初，没有出现裂纹或材料堆积，并有效抑制了摩擦导致的表面粗糙化，呈现出与粗晶及均匀纳米结构样品截然不同的特性。同时，材料的磨损速率呈量级降低。
梯度纳米结构为降低传统金属材料的摩擦磨损开辟了新途径，梯度纳米结构显著降低金属的干摩擦系数，对提高工程材料能源效率与产品寿命具有重要意义，也将对高端精密制造技术的发展产生推动作用。
来源：中国科学报
