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稀土掺杂铜基复合涂层的发光及其摩擦学性能

磨损失效是引起众多机械设备及其零部件发生故障的主要原因。因此，通过各种监测技术实时或定期提取设备运行过程中关键部件磨损状态的相关信息，从而保障设备安全高效的运行具有重要意义。为解决传统油液监测检测周期长、分析难度大，发光涂层监测技术无法用于润滑及密封环境等问题，将油液监测技术与发光涂层结合。在铜中掺入适量稀土发光材料以赋予涂层发光性能，通过定期检测磨损油液的光谱，从而实时掌握复合涂层的磨损状态。复合涂层采用铜粉与红色荧光粉(Ca,Sr)AlSiN₃:Eu²⁺在850度下使用放电等离子烧结技术制备而成，利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计及荧光分光光度计表征复合涂层的微观形貌及成分、相结构、硬度、油液光谱，并通过SRV微动摩擦磨损试验研究复合涂层的摩擦学性能。结果表明该荧光粉的掺杂能够提高涂层的硬度及耐磨性，且5%质量分数(Ca,Sr)AlSiN₃:Eu²⁺的复合涂层硬度最高(132.08HV)，磨损率最小，并能够从磨损油液中检测到荧光光谱，具有较好的磨损指示功能，为发光涂层用于油润滑环境提供了思路。