高扩散通道主导摩擦滑动过程中的大幅增强氧化
材料科学
2021-10-05 v2
摘要
运动金属部件的寿命常受加速氧化的限制。然而，摩擦载荷下氧化的机制与通道尚不清楚。以铜为模型体系，通过在温和摩擦载荷下改变滑动速度与测试时长，对摩擦诱导氧化进行了系统研究。我们证明，摩擦氧化由测试时长控制，而非由循环次数或滑动速度控制。摩擦载荷产生的塑性变形形成位错、晶粒与相界，它们充当高扩散通道。电子显微镜与原子探针层析成像的结合揭示，位错周围扩散物种的原子浓度显著增强。氧向块体内部以及铜沿这些缺陷向自由表面的扩散控制了氧化物形成动力学。我们的工作为建立基于物理的摩擦氧化理解铺平了道路，这对开发防止氧化的策略以及策略性地定制表面以延长工程系统寿命至关重要。
引用
@article{arxiv.2106.04849,
title = {High diffusivity pathways govern massively enhanced oxidation during tribological sliding},
author = {Julia S. Rau and Shanoob Balachandran and Reinhard Schneider and Peter Gumbsch and Baptiste Gault and Christian Greiner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.04849},
year = {2021}
}