journal article·2026-06-24Open access

Designing Thermomechanically Stable Nanocrystalline Alloys for Low Friction and Wear: A Perspective

Frank W. DelRio, Rachel A. Knapp, Nicolas Argibay, Michael Chandross, Tomas F. Babuska, John F. Curry

ACS Applied Materials & Interfaces· Volume 18· Issue 24

Abstract

In this Perspective, we discuss recent work and future trends on the usage of thermomechanically stable and self-lubricating nanocrystalline (NC) alloys for low friction and wear applications. The theoretical underpinnings and mechanistic framework for attaining and maintaining low friction and wear in metal contacts are presented. Initial work on stress, time, and temperature-dependent changes in friction and wear in NC alloys validates the models, demonstrating lower friction from decreased interfacial strength, contact pressure, sliding speed, and temperature and increased roughness and material hardness. Subsequent work reveals that NC Pt-Au, metal nitrides, complex-concentrated, and high-entropy alloys come with additional stabilization factors such as low-friction carbon tribofilms and oxide/amorphous-crystalline layers but are still susceptible to destabilization factors including irradiation and adverse environmental conditions.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Microstructure and mechanical properties · Lubricants and Their Additives · Surface Treatment and Residual Stress

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Sandia National Laboratories

American Board of Medical Specialties

Ames National Laboratory

Funding

Sandia National Laboratories

References (100+)

Show source-provided references
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