离子镀钼层之所以具有良好的耐磨性能和优异的抗擦伤能力,是由钼的结构特点和镀钼层的成膜特性决定的。钼是一种硬金属,密度较大(10.2g/cm3),涂层较致密。镀钼层与GCr15钢球的摩擦过程实际就是镀钼层的微凸体与GCr15钢球的微凸体相互作用的过程,由于镀钼层较硬,其微凸体整齐而致密(见图2a),因此GCr15钢球的微凸体无法对镀钼层造成较大的犁削破坏,表现为镀钼层的磨损量小。擦伤是粘着磨损的极端表现。对于镀钼层和GCr15钢球这一对摩擦副而言,它们的原子配副方式是Mo-Fe。根据金属学与摩擦学原理可知,同种金属摩擦,最易发生粘着,异种金属之间是否发生粘着,取决于金属之间的互溶性和晶体结构的异同。从互溶性方面看,钼与铁在元素周期表中的位置较远,晶体原子属性差异较大(钼、铁的原子半径分别为2.01nm和1.72nm,钼、铁的熔点分别为2890摄氏度和1809摄氏度),两者之间的互溶性较差;从晶体结构方面看,铁与钼都是体心立方结构,这是一种不易发生粘着的晶体结构。因此镀钼层与GCr15钢球之间不易发生粘着,表现出优异的抗擦伤性能。

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