碳納米管（CNTs）是具有優異力學、電學及化學性能的一維獨特管狀納米材料，也是制備金屬基復合材料的理想增強體。目前，碳納米管增強金屬基復合材料仍主要采用冷壓燒結、攪拌鑄造、攪拌摩擦加工、粉末冶金、高壓扭轉、離子噴涂等技術制備。碳納米管的團聚問題始終是制約其工業應用的主要原因之一，而球磨和超聲分散方法均存在對工藝參數要求嚴苛、耗時耗能等問題。
為此，省科學院智能制造研究所先進激光增材制造技術創新團隊針對CoCrFeNi-CNTs復合粉末制備、涂層微觀組織演變過程及摩擦磨損過程強化機理展開深入研究，利用自主開發的激光增減材系統成功制備出碳納米管增強的激光熔覆CoCrFeNi高熵合金復合涂層。研究發現，通過優化機械混合粉末工藝實現碳納米管在粉末表面的彌散附著，碳納米管的結構完整性得到保持；激光照射能量使多壁碳納米管的外部碳層結構分解，碳原子固溶分布在涂層內，晶界形成層狀的(Cr, Fe)7C3-α共晶，固溶和析出強化作用使涂層的硬度水平提高40%以上；涂層摩擦磨損過程中，晶間碳化物共晶逐漸在磨損表面沉積而形成致密的碳化物硬化層，提高涂層的耐磨損性能，磨損速率下降近80%。
CoCrFeNi-CNTs涂層宏微觀組織特征、摩擦磨損強化機制
相關成果已發表在國際材料科學膜領域權威期刊《Surface & Coatings Technology》。
論文信息
B. Han, Y. Chen, C. Tan, M. Jiang, J. Bi, J. Feng, X. Chen; L. Chen, L. Zhang, X. Liu, L. Cao and G. Bi. (2022) Microstructure and Wear Behavior of Laser Clad Interstitial CoCrFeNi High Entropy Alloy Coating Reinforced by Carbon Nanotubes. Surface & Coatings Technology, 434: 128241
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0257897222001621
（省科學院智能制造所 韓冰/供稿）
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