封严涂层应用于航空发动机中，起到保护转子叶片，减小转动部件与静止部件间隙，提高发动机效率的作用。目前航空发动机中有50-60处位置应用了封严涂层。实际应用中封严涂层存在磨损叶片和粘附叶片的问题，两者均严重威胁发动机的运行安全，同时也降低其效率。然而，目前对涂层粘附叶片或磨损叶片的机理还不清楚，相关研究也不够深入。本文开展了两类不同封严涂层与叶片的高速刮擦试验的对比研究，期望揭示封严涂层粘附叶片或者磨损叶片的内在机理。发现：（1）与Ni-G封严涂层刮擦的叶片磨损严重，而与Al-hBN涂层刮擦后的叶片出现涂层粘附，叶片几无磨损。（2）刮擦线速度对磨损行为影响严重，高线速度下叶片磨损和涂层粘附叶片行为均加重。（3）通过一维热传导模型的推导，得出叶片与涂层刮擦界面处的升温速率对比对磨损行为起决定性影响。与Ni-G涂层对摩时，叶片升温速率高于涂层升温速率，叶片首先软化，所以叶片发生磨损。与Al-hBN涂层对摩时，涂层升温速率高于叶片，涂层首先软化，避免了叶片磨损并发生涂层向叶片的转移。（4）发现叶片与涂层热扩散率比值的算术平方根可作为升温速率的度量，从而可用来预测叶片的磨损情况。
　　DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s40544-016-0114-x

与Ni基的Ni-G涂层和Al基的Al-hBN涂层不同线速度下刮擦后叶片的高度 (a) 与 重量 (b) 变化

刮擦过程中的热传导模型示意图

叶片磨损程度、磨损机制与叶片与涂层升温速率比值θ的关系