《表6 磨痕表面主要元素》

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《纳米ZrO_2微粒对TC4合金表面微弧氧化陶瓷膜层耐蚀及耐磨性能的影响》

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图9为TC4基材以及微弧氧化膜层的磨痕形貌。从TC4合金的磨痕形貌可以观察到深而宽的沟槽，表现为明显磨粒磨损的特征。这是由于TC4合金的硬度较GCr15钢球低，摩擦开始时，GCr15钢球表面对TC4合金表面有犁削作用，导致在TC4合金表面产生磨屑，磨屑作为磨粒参与到摩擦过程中，进一步加剧了TC4合金的磨损。因此，TC4合金的磨损机制主要为磨粒磨损。图9b—e，即ZrO2质量浓度低于12 g/L，膜层的磨损形貌相似。由磨痕EDS元素分析知，复合陶瓷膜层在该摩擦条件下并没有被完全磨穿。当ZrO2为12 g/L时，磨痕形貌与基材相似，表现为犁沟状，说明在该摩擦条件下膜层已被完全磨穿，且根据表6中EDS分析结果也可确认主要为TC4基材。这可能由于当膜层中ZrO2的含量过高时，颗粒在膜层表面发生大量团聚，降低了膜层与基体的结合力，复合膜层表面粗糙且疏松，颗粒在剪切力的作用下，使得膜层发生变形，甚至断裂而脱落成为磨屑，致磨粒磨损加剧，磨损量增加，耐磨性降低。