寧波材料所開發出系列超級耐磨涂層

　　摩擦與磨損是自然界廣泛存在的物理現象，與人類生活和生產的許多方面密切相聯。通過施加表面涂層，可以調節和控制工件在運動接觸中的摩擦與磨損行為，有效提高其壽命，拓寬其使役范圍。這類耐磨涂層在交通運輸、能源利用、環境保護、精密機械、先進制造、醫療儀器、信息存貯等諸多領域已被廣泛使用。

　　 磨損率是評價涂層耐磨能力及工程化潛力最關鍵的指標。表面涂層一旦被磨耗完畢，則無法為相對運動中的工件繼續提供有效保護。因此，從應用的角度考慮，無論在何種使役條件下涂層的磨損率都必須足夠低。對于PVD(物理氣相沉積)方法制備的耐磨涂層，其典型磨損率在10-15 m3/N m量級或更高。為降低磨損率，國內外研究者多采用引入更復雜涂層結構（如納米疊層）、表面處理（ABS技術）或復雜的電源（如HIMPIMS電源）的思路，但效果不明顯。

　　最近，中國科學院寧波材料技術與工程研究所中科院海洋重點實驗室黃峰課題組，精心選擇化學組分并優化制備工藝，成功開發了一系列超級耐磨涂層，其耐磨能力明顯優于國際上同類產品的最高水平。他們制備的氮化鉻(CrN)、氮化釩(VN)、釩硅氮(V-Si-N)等多種涂層產品，其磨損率低至10-17 m3/N m量級或更低，大致是國際上較優水平的100倍左右。相關學術論文近期發表在Surface & Coatings Technology (2014, Vol. 248, pp.81-90)和Wear (2014, Vol. 315, pp.17-24)上。相關成果已獲得國家發明ZL授權2項（201210007178.X，201210293633），另有若干項發明ZL在申請中。

　　除了超高的耐磨能力外，他們制備的這類涂層產品可以在多種基底上制備，附著力優異（劃痕測試80N以上），硬度可以在25~50 GPa的范圍內調節，空氣中干摩擦系數0.4以下。

　　PVD技術制備的過渡金屬的氮化物耐磨涂層，在表面防護中用途最為廣泛。對于目前絕大多數的氮化物涂層應用場合，將傳統的涂層升級為這類新開發的超級耐磨涂層，有望大幅度提高耐磨水平，進而提高產品壽命。