铂金超耐磨合金

尽管Pt-Au纳米晶薄膜的硬度小于蓝宝石，但其比磨损 率（即合计的体积损失）要小于蓝宝石。
Curry, J.F., et al., Achieving Ultralow Wear with Stable Nanocrystalline Metals. Advanced Materials, 2018. 30(32).
PART TWO
性能表征
第 二 章
循环退火测试（500℃超真空保温1天）
性能表征
02
退火与直接沉积的Pt-Au纳米晶薄膜的 循环平均摩擦系数差异很小。由磨损 轨迹测定退火膜的比磨损率，在K = 3
The quick brown fox jumps over the lazy dog.
× 10−9 ±1 × 10−9 mm3 N−1 m−1 范
02
与Si3N4球的EDS和SEM
Si3N4磨损颗粒在Pt-Au薄膜中有显著的转移和嵌入，导致了更高的粗糙度。
Curry, J.F., et al., Achieving Ultralow Wear with Stable Nanocrystalline Metals. Advanced Materials, 2018. 30(32).
Argibay, N., et al., In-situ tribochemical formation of self-lubricating diamond-like carbon films. Carbon, 2018. 138: p. 61-68.
04
总结
原子模拟显示，在刚性铂板之间剪切 作用下，碳氢化合物在反应力场中通 过链断裂引起的应力变化，可能是形 成这些类金刚石（DLC）薄膜的途径。
Pt-Au超耐磨合金
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1 研究背景
2 性能表征 4 总结
Content
3 合成方法 5 参考文献
PART ONE
研究背景
第 一 章
01
研究背景
2018年7月，美国桑迪亚国家实验室研究人员 宣布开发出一种由90%铂金和10%黄金组成的 耐磨新材料，其堪称目前最耐磨的金属合金， 比高强度钢耐用100倍，与自然界中的钻石以 及蓝宝石等材料的耐磨度处于同一级别。在轮 胎上使用该合金涂层，其运行 1 英里仅损失一 个原子层的厚度。该成果发表在《Advanced Materials》上。
PART FOUR
总结
第 四 章
04
总结
Pt-Au纳米晶合金超耐磨主要是因为： 1、Pt和Au纳米晶粒具有高温下和机械应力下的稳定性。 2、摩擦时，环境中的碳氢化合物在Pt-Au纳米晶表面形成 自润滑类金刚石膜。
04
总结
拉曼光谱表明，这些碳薄膜是由杂化 的sp2/sp3非晶碳和多达20%的氢组成。
参考文献
1.Curry, J.F., et al., Achieving Ultralow Wear with Stable Nanocrystalline Metals. Advanced Materials, 2018. 30(32).
2.Argibay, N., et al., In-situ tribochemical formation of selflubricating diamond-like carbon films. Carbon, 2018. 138: p. 6168.
围内，低到可以确定其主要磨损机制 是原子的分层磨损。
Curry, J.F., et al., Achieving Ultralow Wear with Stable Nanocrystalline Metals. Advanced Materials, 2018. 30(32).
02
与蓝宝石球的摩擦学测试
PART THREE
合成方法
第 三 章
03
合成方法 直流磁控溅射沉积法
Pt-10 at%
Pt-Au薄膜 组成为Pt.90Au.10
1 2 3 4 5
低温泵真空系统，基压为2 × 10−7 Torr。 沉积均采用单高纯度Pt-Au靶。 沉积开始前预溅射5分钟，以避免沉积膜中引 入外来碳或其他杂质。 溅射过程采用超高纯度氩气(99.999%)。 基片温度不超过50℃。
谢谢观看
01
研究背景
新耐磨概念
人们一直认为金属的耐磨程度取决于它的硬度，从而许多传统合金的开发， 是通过减小颗粒尺寸来增加材料的强度。 而该文提出了一种新概念，认为磨损不但与金属的硬度相关，还与金属的 热反应关系更大。即纳米晶合金的微观结构和演变——热稳定性和机械应 力下的稳定性（ thermo-mechanical stability ）决定了合金的磨损性能。
3.Argibay, N., et al., Linking microstructural evolution and macroscale friction behavior in metals. Journal of Materials Science, 2017. 52(5): p. 2780-2799.
02
与Si3N4球的摩擦学测试
Pt-Au纳米晶薄膜的比磨损率比Si3N4低一个数量级
Curry, J.F., et al., Achieving Ultralow Wear with Stable Nanocrystalline Metals. Advanced Materials, 2018. 30(32).
01
研究背景
Pt-Au纳米晶合金是第一个比磨损率达
到10−9 mm3 N−1 m−1尺度的全金属材料，
接近于类金刚石和蓝宝石。值得一提 的是，如DLC膜或MoS2纳米复合物需
要在特定环境下才能达到图中的最低
磨损率，而Pt-Au膜的极低磨损率是在 实验室空气中测得的。
Curry, J.F., et al., Achieving Ultralow Wear with Stable Nanocrystalline Metals. Advanced Materials, 2018. 30(32).
Argibay, N., et al., In-situ tribochemical formation of self-lubricating diamond-like carbon films. Carbon, 2018. 138: p. 61-68.
PART FIVE
参考文献
第 五 章ຫໍສະໝຸດ Baidu
05
03
合成方法
由STEM-EDS平视图验证了Pt-Au薄 膜的组成为Pt.90Au.10 且Pt-Au薄膜
呈柱状结构，晶粒纵横比较大，是磁
控溅射沉积金属薄膜的典型特征。其 晶粒尺寸在40nm左右。
Curry, J.F., et al., Achieving Ultralow Wear with Stable Nanocrystalline Metals. Advanced Materials, 2018. 30(32).
Argibay, N., et al., In-situ tribochemical formation of self-lubricating diamond-like carbon films. Carbon, 2018. 138: p. 61-68.
04
总结
TEM表明，类金刚石（DLC）
膜的厚度超过100nm，并且 在混入磨损的Pt-Au纳米颗 粒后其厚度进一步增加，得 到了高耐磨的DLC/Pt-Au纳 米复合材料。