在自然资源日益匮乏和材料素化思想的大环境下，通过探索新的减摩耐磨机制和设计新型微结构形式来获得优异摩擦学性能材料成为学者的重要指导思想和工作任务。本报告指出对材料表面进行梯度纳米结构（Gradient nano-grained structure, GNG）构筑设计[1-4]，可以有效降低金属材料摩擦系数并大幅提高耐磨性，为降低传统金属材料的摩擦磨损开辟了新途径（图1）。研究表明梯度纳米结构材料低摩擦的根本原因是高强度高塑性的梯度纳米结构表层可以有效抑制表面粗糙化及脆性摩擦层的产生[4]。Hamilton-Goodman力学模型计算结果指出梯度纳米结构材料屈服应力和摩擦加载应力分布相匹配是抑制应变局域化的主要原因[3]。最后，我们将讨论梯度纳米结构材料低摩擦特性的设计准则[1-2]，并指出梯度纳米结构材料摩擦领域的挑战和关键科学问题。
参考文献:
- X. Chen*, Z. Han, X.Y. Li, K. Lu, Scripta Materialia,185 (2020): 82-87.
- X. Chen, Z. Han*, Friction, (2020), Accepted.
- X. Chen, Z. Han*, K. Lu, ACS Applied Materials&Interfaces, 10, (2018) 13829-13838.
- X. Chen, Z. Han, X.Y. Li, K. Lu*, Science Advances, 2, e1601942 (2016).
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