高熵陶瓷在摩擦学领域的研究进展

聂旭东，徐金勇，张子聪，魏新龙，肖金坤，张超（扬州大学 机械工程学院）

摘要：高熵陶瓷是由非金属元素与多种等摩尔比或接近等摩尔比的金属元素构成的化合物，具有比传统陶瓷更高的硬度、更好的抗氧化性和耐磨性，不仅丰富了陶瓷材料体系，更在热障、热电和耐磨耐蚀等领域具有广阔的应用前景。近年来人们已开发出多种具有较好相稳定性和力学性能的耐磨高熵陶瓷，但关于这类材料在干摩擦和高温摩擦条件下润滑方式的研究却较少，限制了其在摩擦与润滑领域的进一步发展。本文讨论了高熵陶瓷固有特性与制备工艺，重点综述了近年来高熵陶瓷在摩擦学领域的研究进展，从晶体结构和力学性能等角度分析了高熵氧化物、高熵碳化物、高熵氮化物和高熵硼化物的摩擦学特性，并讨论了适用于高熵陶瓷的润滑方法，包括添加固体润滑剂和调控组分实现自润滑。本文不仅综述了已在高熵陶瓷领域取得应用的润滑材料，还归纳了部分具有润滑效果的潜在高熵陶瓷固体润滑剂。选取恰当的润滑方式可在滑动表面生成摩擦膜减轻对磨副产生的接触应力，有效缓解本征脆性造成的高温和干摩擦环境下摩擦性能恶化的问题，降低材料在宽温域的磨损率。

关键词：高熵陶瓷；摩擦学性能；磨损机理；自润滑