纳米Fe3O4磁性液体的实验制备及其应用研究

采用有氧开放的化学共沉法,选择合适的摩尔比、pH 值、反应浓度、反应温度、反应时间,实验制备出低成本的Fe_3O_4纳米磁性微粒,突破了无氧密闭的传统工艺。以聚α-烯烃合成油(PAO)为基液,选取适配的表面活性剂(PG-3),制备出了低挥发度、多粘度级别的实用化的纳米四氧化三铁聚α-烯烃合成油基磁性液体。应用于扬声器中,显著提高了扬声器线圈的散热效果。     

水介质中纳米硅酸盐的摩擦磨损性能研究

在水介质中原位制备纳米硅酸镁和纳米硅酸锌,在四球摩擦磨损试验机上评价水介质中两种纳米硅酸盐及其与油酸三乙醇胺(OATEA)复合后的抗磨减摩性能,采用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析磨斑表面形貌和主要元素的化学特征。结果表明:水介质中纳米硅酸镁和纳米硅酸锌的抗磨减摩效果不佳、性能相近,但与OATEA复合后抗磨减摩性能显著提高。原因一方面是具有表面活性的OATEA在摩擦表面形成具有良好润滑作用的吸附或反应润滑膜,另一方面是摩擦化学反应生成的SiO2起到"微滚动轴承"的作用,并与表面形成的Fe3O4、Fe2O3以及OATEA边界膜共同减小摩擦磨损。     

油酸包覆Fe3O4纳米粒子的红外光谱研究

液相共沉积法制备正庚烷基磁性液体,为了研究油酸对纳米粒子的包覆作用,采用红外光谱分别测试Fe3O4纳米粒子、油酸及正庚烷基铁氧体磁性液体。比较其结果得出,油酸通过端羧基与Fe3O4纳米粒子之间的化学反应来实现对其表面包覆,包覆过程没有破坏油酸的非极性链,确保包覆后的油酸具有与非极性载液相容性,此为磁性液体表面活性剂的本质作用。     

Fe3O4磁性液体磁化增黏特性研究

对Fe3O4磁性液体磁化黏度测试方法的研究和仪器的研制,实现了磁性液体黏度准确的标定和测量。通过对测量结果的分析,给出了磁化黏度与外加磁场、温度变化、剪切速度变化、静置时间的关系曲线,揭示影响磁性液体材料黏度变化的多项因素及变化关系。     

军用车辆发动机抗磨润滑剂的研制与应用

在现役装备发动机用润滑油的基础上,进行了功能添加剂的筛选、添加剂全配方的优化设计,制备出性能优异的全配方抗磨润滑剂。采用多台模拟不同工况的磨损试验机测试了全配方润滑剂的摩擦学性能,在装备发动机上考核了润滑剂的应用效果,分析了全配方润滑剂的抗磨作用机理。结果表明：采用均匀设计和复配研究方法降低了试验次数、优化了配方组成;研制的全配方抗磨润滑剂的极压性能、高温和高负荷抗磨性能分别较传统机油提高了40.8%、56.7%、82.6%,减摩润滑性能提高了45%,在改善现役装备发动机的动力性能和延长使用寿命等方面具有良好的效果;全配方抗磨润滑剂的作用机理是通过摩擦化学反应和多种功能添加剂间的复配协同效应,提升了传统军用润滑油的减摩润滑性能。     

SiC-Fe磁性研磨粒子的制备工艺和研磨性能研究

采用烧结法制备SiC-Fe磁性研磨粒子,探究烧结温度和升温速度对其研磨性能的影响,确定合理的磁性研磨粒子制备工艺参数。通过对磁性研磨粒子进行能谱分析,结合钛合金板件磁力研磨试验,来评价磁性研磨粒子的研磨性能。结果表明,当烧结温度达到1 150℃、升温速度为(3~4)℃/min、保温150 min时,Si粒子在铁基体表面的附着状态较好,磁性研磨粒子表面切削刃突显,在研磨钛合金板件时,能够使表面粗糙度降至0.13μm,完全去除原始表面缺陷和加工纹理,改善表面质量,提高加工效率。在烧结法制备SiC-Fe磁性研磨粒子的过程中,烧结温度和升温速度直接影响Fe和SiC粒子间的黏合量和黏合深度,继而影响研磨量和研磨效率。     

镁合金表面纳米ZrO2涂层的制备及其性能研究

为提高镁合金的耐磨耐蚀性能,采用大气等离子喷涂技术在AZ80镁合金表面制备纳米ZrO_2涂层。利用SEM分析纳米喷涂粉末形貌和涂层显微结构,用球盘式摩擦磨损实验机考察涂层的摩擦磨损性能,并通过电化学测试和盐雾腐蚀试验测试涂层耐蚀性能。结果表明:大气等离子喷涂纳米ZrO_2涂层与镁合金基材的结合强度达到(28±6)MPa,显微硬度为(840±62)HV,磨损率为3.3×10~(-5)mm~3/(N·m),其耐磨性较传统的微米ZrO_2涂层提高1倍,较镁合金基材提高1个数量级。封孔后的纳米ZrO_2涂层在200 h盐雾腐蚀试验后未出现明显的腐蚀迹象。     

纳米Fe3O4的制备及其对发烟剂性能的影响

采用化学共沉淀法制备了纳米Fe3O4粒子,以微米Fe3O4、微米TiO2、纳米TiO2/Fe3O4及纳米Fe3O4为氧化剂配制了不同的发烟剂.采用XRD、DTA、红外透过率测试等方法对纳米Fe3O4及发烟剂的性能进行了表征,研究了发烟剂的燃烧性能和红外消光性能.结果表明,与常规氧化剂相比,纳米Fe3O4作氧化剂的发烟剂放热峰温前移,燃烧热变小,燃速加快,红外消光性能有一定提高.纳米Fe3O4用于发烟剂中氧化剂,有助于提高发烟剂的燃烧性能和红外消光性能.     

大间隙多级磁源磁性液体密封的实验研究

在某些特殊应用场合尤其是军工领域中要求采用磁性液体密封技术解决大间隙条件下的密封问题。为了提高和验证大间隙条件下磁性液体密封性能,设计了一种多级磁源磁性液体密封结构;实验研究了0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm、0.7 mm不同间隙高度下其密封性能与自愈合性能,并将其与单级磁源磁性液体密封的理论耐压值进行了比较、分析和讨论。结果表明：多级磁源磁性液体密封的耐压能力与自愈合能力随着密封间隙的增大而减小;对应于4种不同高度的间隙,多级磁源磁性液体密封的耐压能力分别为单级磁源磁性液体密封耐压能力的4.8倍、3.8倍、2.8倍和2.5倍;大间隙多级磁源磁性液体密封具有良好的自愈合能力。     

多孔聚酰亚胺制备及其含石墨烯润滑油摩擦性能分析

为了实现轴承自润滑,用多孔聚酰亚胺(PPI)作轴承保持架材料,研究其含石墨烯润滑油的含油性能和摩擦学性能。以纳米SiO₂颗粒为造孔剂,制备不同孔隙率的PPI试件,通过浸油和离心甩油试验测试PPI的含油性能。通过摩擦磨损试验分析孔隙率、石墨烯质量分数和载荷等因素对PPI摩擦性能的影响。结果表明：含石墨烯润滑油的PPI的含油能力与孔隙率成正比;PPI含石墨烯润滑油的摩擦性能与基础油相比,摩擦因数降低了82%。研究结果为聚酰亚胺应用于轴承保持架提供了重要依据。     

纳米磁性薄膜的研究进展

纳米磁性薄膜在光、磁、电方面有着独特的性能。对目前国内外纳米磁性薄膜在磁记录、软磁材料、吸波材料等方面的最新研究进展进行综述。分别对纳米磁性单层膜、多层膜以及颗粒膜的特性,薄膜的制备方法,磁性薄膜表征手段,如XRD、SEM、TEM、AFM、三维原子探针(3DAP)以及磁性能、介电性能和磁导率的测试结合实例进行讨论。纳米磁性薄膜材料性能较传统的粉体有更加明显的优势,薄膜材料特别是纳米磁性多层膜、颗粒膜作为一种新型的磁性复合材料将是今后的研究方向。     

图形化FeNi纳米颗粒薄膜制备与性能研究

采用电场辅助沉积技术和光刻剥离工艺,在5～40 kV沉积电场作用下,以Si(100)为衬底,制备一系列条纹宽度为40μm的Fe50Ni50纳米颗粒薄膜材料.采用XRD、SEM、AFM及VSM等测试方法,研究薄膜结构、形貌和磁性能;用单端口短路微带线法对其微波性能进行表征.结果表明:增加沉积电场大小,可方便、有效实现条纹结构Fe50Ni50纳米颗粒薄膜饱和磁化强度MS和面内单轴磁各向异性场Hk值同时提高,使薄膜铁磁共振频率向更高频段移动.     

铁基白刚玉磁性磨料的制备工艺与磨削性能研究

采用烧结法制备铁基白刚玉磁性磨料,并对3Cr2Mo模具钢材料进行磁力研磨加工实验。铁基相和研磨相的粒径比会严重影响加工效果,根据摩擦理论推导出磁性磨料的最佳粒径比A为1.33~3.32。通过理论分析与实验相结合的方法评价磁性磨料的磨削性能,验证了当铁基白刚玉磁性磨料的研磨相粒径d一定时,磨削深度ap随铁基相与研磨相粒径比的增大而增大,加工效率提高但加工质量降低。当铁基白刚玉磁性磨料铁基相与研磨相的粒径比为3时,其磨削性能最佳。     

镍基WC陶瓷涂层的干滑动摩擦磨损性能

为了改善制动器的制动性能,即提高它的耐磨性和摩擦系数,对4种WC含量不同的镍基复合涂层的摩擦磨损性能进行了试验研究,并且利用扫描电子显微镜对复合涂层的磨损面进行了观察,在此基础上对其抗磨机理和WC含量对涂层摩擦磨损性能的影响进行了分析与讨论.试验结果表明,含WC硬质相的镍基复合涂层的耐磨性和摩擦系数都高于基体HT250,其原因是涂层具有较高的硬度和较好的韧性.     

球磨法制备Fe2O3掺杂纳米铝热剂及其燃烧性能（英）

近年来,广大学者已经研究了多种方法来制备纳米铝热剂和改善其燃烧性能。本研究分别采用原位球磨法和超声共混法成功制备了两种含Fe2O3纳米铝热剂。通过热重分析(TGA)、函数拟合、X射线衍射(XRD)、接触角测试、扫描电子显微镜测试(SEM)、高速摄像实验和红外温度测量充分表征了所制备产品的形貌和性能。结果表明,通过原位球磨法制备的Fe2O3掺杂的纳米铝热剂的性能要优于超声共混法制备的铝热剂。通过对Fe2O3掺杂量的筛选发现,原位球磨法制备的纳米铝热剂的Fe2O3最优掺杂量为17%,该产物每100℃最大增重百分比为13.1%。与超声共混法制备的纳米铝热剂相比,原位球磨法制备的纳米铝热剂的加热电压和初始燃烧温度分别降至12 V和600℃。此外,原位球磨法制备的纳米铝热剂的燃烧火焰更稳定和均匀。     

常压固相烧结法制备磁性磨料及其性能的研究

用溶胶-凝胶法在铁粉表面包覆SiO2。包覆后的铁粉与刚玉粉、高温粘结剂按一定的配比均匀混合、压片、烧结,然后经粉碎、筛选制备出一定粒度的磁性磨料。采用热场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDS)分别表征磁性磨料的形貌和元素组成,采用X-射线衍射仪(XRD)研究磁性磨料的晶体结构。并通过实验对制备的烧结磁性磨料进行性能分析。结果表明:常规烧结法制备的磁性磨料具有良好的研磨效果,磨粒相与铁磁相结合紧密,耐用时间在24 min以上;粉碎后的磁性磨料大多是不规则的颗粒,主要是由Al2O3、Fe2O3、α-Fe、AlFeO3、(Al,Fe)7BO3(SiO4)3O3等组成的多晶结构。     

热处理对Fe-W-ZrO2纳米复合镀层结构和性能的影响

采用复合电沉积方法,在碳钢表面制备质量分数为Fe38.3%、W52.7%、ZrO29%的Fe-W-ZrO2纳米复合镀层,研究热处理对镀层结构和性能的影响。结果表明,镀态下Fe-W-ZrO2纳米复合镀层内部结构致密无裂纹,呈明显非晶态结构特征,具有较高的硬度和耐磨性;复合镀层经500℃热处理后开始晶化,随温度升高,镀层晶化析出α-Fe相,硬度、耐磨性继续提高;700℃时复合镀层晶化完成,M6C型复合碳化物Fe3W3C析出,与α-Fe相两相并存,镀层硬度、耐磨性急剧增大,到800℃时,Fe3W3C硬质相逐渐成为主相,硬度达到最高点1270HV,耐磨性是镀态下的5～7倍;而且纳米微粒ZrO2的引入不会在Fe-W非晶合金镀层中形成新相,在适当的热处理下能有效提高Fe-W-ZrO2纳米颗粒复合镀层的硬度、耐磨性。     

超细氧缺位Fe3O4－δ粉末的制备及其分解SO2成S的研究

研究在不同温度下以CO还原天然磁铁矿制备氧缺位Fe304-δ的过程,并考察了其分解S02成S的能力。样品用水作溶剂经湿法球磨500 h制备,采用SEM、XRD等手段对制备的样品进行表征。通过检测系统压力变化研究Fe304-δ分解S02成S的能力。研究结果表明：随着温度的变化,分解S02能力呈单一峰规律;在CO流量为40 mL／min,还原6h条件下,当反应温度为673 K时,制备的Fe304-δ分解S02能力最强,每克磁铁矿样品分鳃S02为196 mg.     

纳米Fe2O3对钨系延期药燃烧性能的影响

为了研究纳米Fe2O3对钨系延期药燃烧性能的影响,配制了0#(基药)、1#(外加2%普通Fe2O3)和2#(外加2%纳米Fe2O3)三组药剂进行燃速测试。结果表明,与0#相比,1#和2#的燃烧速度改变不大,但1#和2#的燃速标准差分别下降了29%和47%,相对误差分别下降了35%和51%。为了探索其中的原因,用TG-DTA对三组药剂进行测试,结果表明普通Fe2O3和纳米Fe2O3对钨系延期药热性能的影响相似,可以改变反应历程,降低发火温度约10℃,并能减少气体产物。     

缸套微观形貌对缸套-活塞环振动及润滑性能的影响

摩擦副表面的微观几何形貌对缸套-活塞摩擦副性能有着较大影响,而该摩擦副的润滑性能直接与机身振动相关。通过在缸套表面加工坑、槽,在专用摩擦磨损试验机上进行试验,监测柴油机机身振动信号,对比分析不同转速、不同缸套条件下的活塞横向撞击情况,同时获取不同缸套的缸套-活塞环的摩擦学信息,并分析缸套形貌对摩擦性能的影响机理。结果表明,在缸套内表面加工一定的坑和槽,可以有效改善缸套-活塞环在高转速情况下的摩擦性能。