韩国材料科学研究所科学家开发出一种银—聚四氟乙烯复合涂层技术。他们将聚四氟乙烯纳米粒子稳定分散在无氰化物的酸性镀银浴中，制备出比传统银涂层更坚韧、更耐磨的涂层。这种涂层有望提升多种接触摩擦类部件的耐用性与可靠性。相关论文发表于最新一期《表面与涂层技术》杂志。
利用FC-4表面活性剂控制聚四氟乙烯纳米粒子分散，形成银-聚四氟乙烯复合涂层。图片来源：韩国材料科学研究所
银涂层因导电性优异，被广泛用于电动汽车连接器、汽车继电器和电子开关的电触点。然而银本身偏软，连接器反复插拔，或继电器、开关连续动作时，镀层表面极易划伤磨损，使电接触可靠性下降，因而迫切需要更耐用的涂层技术。
为此，团队尝试将聚四氟乙烯颗粒引入银涂层来减少摩擦。聚四氟乙烯俗称特氟龙，润滑性出众，能让机械运动更加顺畅。但它的纳米粒子在镀液中容易团聚。提高粒子浓度虽可改善涂层表面润滑效果，却会削弱涂层性能;浓度太低，降低摩擦的效果又不够。同时实现高硬度和低摩擦始终是一大技术难题。此外，传统镀银大多依赖氰化物镀液，也给作业安全和废水处理带来隐忧。
为突破这些限制，团队研发出能精确控制聚四氟乙烯纳米粒子分散状态的技术，同步提升了银涂层的硬度、降低了摩擦力，并增强了耐磨性。
他们采用含氟化表面活性剂FC-4的无氰酸性镀银浴，精细调节酸度、表面活性剂浓度和聚四氟乙烯含量，以防纳米粒子结块，使其均匀嵌入银涂层。
实验分析和分子动力学模拟结果显示，均匀分散的聚四氟乙烯颗粒在银涂层中充当固体润滑剂，显著减小了摩擦;同时，银晶粒变得更细更致密，使涂层更硬。与传统纯银镀层相比，这种银—聚四氟乙烯复合镀层的硬度提高了约23%，摩擦系数低于0.2，耐磨性极为出色，成为一种更硬、更光滑、更耐磨的涂层。
在环保方面，由于采用的是无氰化物的酸性镀银浴，既提升了工作场所的安全性，也减轻了废水处理的压力，符合日趋严格的环境法规。
团队下一步计划，在电动汽车连接器和电触点等真实部件上验证涂层性能，并将该技术推向工业级大面积、大规模生产。
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