超导PbO/YBa2Cu3O7-δ复合氧化物摩擦磨损性能

为适应从低温到高温宽温范围的使用条件,用溶胶-凝胶法制备了YBa₂Cu₃O_7-δ超导材料,用摩擦磨损试验机测试了YBa₂Cu₃O_7-δ从室温至液氮温度的摩擦学性能。结果表明：室温20℃下,YBa₂Cu₃O_7-δ与对偶件不锈钢盘对摩时,摩擦因数在0.5左右,当温度降到超导转变温度以下时（液氮温度-196℃）摩擦因数大幅度降低,YBa₂Cu₃O_7-δ超导态摩擦因数是正常态值的一半,实验直接证明了电子激励对摩擦能量耗散的作用。为改善室温下YBa₂Cu₃O_7-δ摩擦学性能, 掺杂不同质量分数PbO作为润滑组元,制备了PbO/YBa₂Cu₃O_7-δ超导固体润滑复合材料,取得良好效果。PbO掺杂不影响PbO/YBa₂Cu₃O_7-δ复合材料的超导电性,在正常的载荷和滑行速度下15%PbO/YBa₂Cu₃O_7-δ复合材料摩擦因数为0.2至0.3,磨损率为4.35×10-4 mm3·（N·m）-1,分析了PbO/ YBa₂Cu₃O_7-δ复合材料减摩耐磨机制。     

原位生成Al2O3/Cu复合材料的新工艺

采用一种新型工艺制备了Al₂O₃/Cu复合材料。高能球磨制备亚稳态的Cu-0.8 wt% Al合金粉,再将Cu₂O粉与其一起进行高能球磨,然后将复合粉末压坯在真空炉中同时进行氧化和烧结。该工艺省略了还原剩余Cu₂O的环节,氧化和烧结时间仅为1 h。生成的Al₂O₃的粒径约250nm,颗粒间距约500 nm,均匀弥散分布;该材料冷加工后性能接近SCM制品性能。该配比的Al₂O₃/Cu复合材料的热稳定性良好,在800℃下循环冷淬20次无裂纹;软化温度为700℃。     

纳米Al2O3颗粒增强新型铜基自润滑复合材料

以Cu-Ni-Y₂O₃-MoS₂-Graphite混合粉为基体,加入质量分数分别为0%、1%、2%、3%、4%的纳米Al₂O₃增强相,采用粉末冶金方法制备纳米Al₂O₃增强新型铜基自润滑复合材料。结果表明：随着铜合金粉末中纳米Al₂O₃颗粒含量的增加 , 所制备自润滑复合材料样品的密度下降,但硬度和压溃强度先上升后下降,在Al₂O₃含量为2%时硬度从HV 23.7增加到HV 35.1,压溃强度从189 MPa提高到276 MPa。由石墨和MoS₂组成的混合固体自润滑材料的摩擦系数小且稳定,约0.12。Al₂O₃质量分数为2%的样品磨损量最小,是未加Al₂O₃试样磨损量的1/7～1/8。铜基体经过镍、纳米Al₂O₃等弥散颗粒强化和固体润滑相石墨和MoS₂的加入,所制备的材料已具有一定的自润滑性能。     

不同纳米材料与石墨混合填充PTFE复合材料摩擦磨损性能

利用MM-200型磨损试验机考察了载荷对纳米SiO₂、TiO₂、Al₂O₃与石墨混合填充PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机理。结果表明,纳米材料及其与石墨混合都可以不同程度地提高PTFE的耐磨性,而它们对PTFE耐磨性的提高程度各不相同,其中以纳米SiO₂-石墨填充PTFE复合材料的磨损质量损失最小,纳米Al₂O₃-石墨填充PTFE复合材料的磨损质量损失较大;填充PTFE复合材料同钢对磨时的摩擦系数表现出不同的性能,纳米SiO₂-石墨填充PTFE的摩擦系数与纯PTFE相差不大。     

纤维取向对复合材料磨损性能影响的统计学研究

采用挤压铸造法制备了3Al₂O₃·2SiO_2f/ZL109复合材料.利用统计学方法研究了载荷为600N、滑动速度为1.05m/s的润滑滑动磨损条件下纤维取向对复合材料磨损性能的影响.研究结果表明:纤维平行取向与垂直取向复合材料的磨损体积均符合概率密度f(x)的同一总体的正态分布[式(1)],纤维取向对复合材料的耐磨性影响不大.通过磨面的SEM分析,发现两种纤维取向的复合材料的磨损均为纤维断裂与磨粒磨损.     

Al2O3-SiO2纤维增强ZL108合金复合材料的强度特性

用低成本的Al₂O₃-SiO₂系纤维作为增强相,通过加压铸造法制作ZL108合金复合材料,并对该复合材料和ZL108合金进行不同温度下的时效处理和压缩试验。通过DSC、EPMA和TEM分析认为:经488K、0.5h时效处理(T6处理)的V_f 20%的复合材料在573K以下的压缩屈服强度低于ZL108合金,是由于基体中的Mg与Al₂O₃-SiO₂纤维在加压铸造过程中起化学反应而生成MgAl₂O₄,损耗了基体中的大量Mg,导致基体铝合金时效硬化效果很差,所以压缩屈服强度低下。623K、720h保温后的V_f 20%的复合材料的压缩屈服强度比ZL108合金要高得多,是由于在这种温度环境下对ZL108合金来说是过时效,所以纤维的增强怍用显得明显。在高温(673K)下V_f 20%的复合材料的屈服强度比ZL108台金高一倍左右。不论在什么温度场合下V_f5%的复合材料的屈服强度比V_f 20%的复合材料都低。     

NiCo2O4/氧化石墨烯复合材料制备与电化学性能研究

为了研究NiCo₂O₄/氧化石墨烯(NiCo₂O₄/GO)复合材料的电化学性能,本文通过先水热合成前驱体再煅烧的方法制备了一系列NiCo₂O₄/GO复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学方法对其进行物理表征,其中以GO质量浓度为1 mg/mL悬浊液制备出的NiCo₂O₄ /GO-3复合材料呈类海胆状结构.在1 M KOH水溶液中使用循环伏安法、恒电流充/放电法和交流阻抗法研究了NiCo₂O₄/GO复合材料电化学性能.研究表明,与纯NiCo₂O₄相比,制备的NiCo₂O₄ /GO复合材料的比容量和赝电容性能均有明显提高,这主要是由于NiCo₂O₄ /GO复合材料中NiCo₂O₄与GO纳米片的相互作用形成的高孔隙率复合结构;NiCo₂O₄ /GO-3复合材料在电流密度为0.5~3.0 A/g时,比电容超过650 F/g,具有良好的倍率性能和高比容量.采用本文方法合成的NiCo₂O₄/GO复合材料,既提高了其倍率性能又保证了高比容量,是一种良好的超级电容器电极材料.     

超导Ag/Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O10-x复合氧化物摩擦磨损性能

为适应20℃～-200℃ 温度的适用范围,采用固相法制备了Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x超导材料,用摩擦磨损试验机测试了Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x从液氮温度至室温的摩擦学性能。结果表明 : 在室温 20℃下,Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x与对偶件轴承钢盘对摩时,摩擦系数约为0.35,当温度降到超导转变温度以下时(液氮温度-170℃)摩擦系数大幅度降低,Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x超导态摩擦系数为正常态值的一半,实验证明了电子激励对摩擦能量耗散的作用。为改善室温下Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x摩擦学性能,掺杂不同质量分数 Ag作为润滑组元,制备了Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x超导固体润滑复合材料,取得良好耐磨减摩效果。Ag掺杂不影响Ag/Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x复合材料的超导性,在正常载荷和滑动速度下10 wt%Ag/ Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x复合材料摩擦系数为0.2~0.3,磨损率为4.57×10-4 mm3·(N·m)-1。     

单层和三层结构的PVDF基复合材料介电与储能特性

通过水热合成法制备CaCu₃Ti₄O₁₂球型颗粒填料,以PVDF为基底,采用溶液逐层涂覆法制备单层和三层结构的PVDF基复合材料。利用X-射线衍射仪和扫描电镜表征材料的微观组织结构,LRC测试仪和铁电综合测试工作站测试其电学性能,研究低填充浓度和多层结构对PVDF基复合材料微观结构、介电特性、极化强度、耐电压特性和储能特性的影响规律。结果表明,CaCu₃Ti₄O₁₂填料的尺寸约为200 nm,增加其填充浓度,可以提高单层PVDF/CaCu₃Ti₄O₁₂复合材料的介电特性与极化强度；在3.0vol.%填充量下,复合材料达到最大的介电常数13.2、介电损耗0.074和电位移极化强度4.04 μC/cm²；而在0.5vol.%的超低填充量下,复合材料达到最大的释放能量密度3.51 J/cm³。三层结构的PVDF基复合材料体系中,在上下层复合材料的高介电极化特性与中间层材料的击穿阻挡特性的协同作用下,获得了综合储能特性优化的PVDF基复合材料,使其在300 kV/mm的低电场强度下,达到最高的释放能量密度4.36 J/cm³。     

共沉淀法合成近零膨胀ZrW2O8/ZrO2复合陶瓷的致密化

采用化学共沉淀法合成前驱体,经1150℃ 烧结3.5 h得到近零膨胀26 wt% ZrW₂O₈/ZrO₂复合陶瓷,并利用X射线衍射仪、扫描电镜和热膨胀仪研究了原料中加入Al(NO₃)₃·9H₂O对26 wt% ZrW₂O₈/ZrO₂复合陶瓷的相组成、致密度和热膨胀性能的影响。研究结果表明,少量添加Al(NO₃)₃·9H₂O可有效提高复合材料致密度,所得复合陶瓷的组分仍为立方结构的α-ZrW₂O₈和单斜的m-ZrO₂,其中添加2.21 wt% Al(NO₃)₃·9H₂O的复合材料的致密度达到理论密度的98.67%,且对复合陶瓷的热膨胀性能影响不大。其促进致密化机制为晶界处低熔点液相物质Al₂(WO₄)₃提高了复合材料的烧结性能,消除气孔促进致密化。     

一种新的自润滑铜-石墨-NbSe2复合材料的合成及摩擦性能研究

研究了NbSe2的添加对铜-石墨固体自润滑材料的影响,采用粉末冶金法将制备的不同质量百分比含量的纤维状或片层状的纳米NbSe2材料与铜粉、石墨粉混合均匀,冷压制成小圆盘.采用光学显微镜,SEM(JSM-7001F扫描电子显微镜)等手段表征表面形貌.并在超低温摩擦磨损机和UMT-2摩擦试验仪上测试其摩擦性能.实验结果表明...     

凹凸棒石/油溶性纳米铜复合润滑添加剂的摩擦学性能

采用SRV-Ⅳ型摩擦磨损试验机研究凹凸棒石/油溶性纳米铜复合润滑添加剂的摩擦学性能,利用SEM和XPS对磨损表面进行表征分析。结果表明:两种单一添加剂均能明显改善基础油对钢-钢摩擦副的摩擦学性能,而复合添加剂较单一添加剂具有更加优越的减摩抗磨性;载荷越高,复合添加剂的摩擦学性能越好。在复合添加剂的作用下,磨损表面形成了致密光滑的复合摩擦保护膜,该保护膜的主要成分为FeS_2,Fe_2O_3,SiO_2,Cu,FeOOH和有机物。     

纳米G/Fe3O4复合材料的制备及其摩擦学性能

以石墨烯和纳米Fe3O4为原料,采用化学修饰的方法制备石墨烯负载四氧化三铁(G/Fe3O4)复合材料。通过透射电镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪对复合材料进行表征;在SN5W-30润滑油中添加G/Fe3O4复合材料,利用等离子体光谱仪和四球摩擦试验机研究复合材料在润滑油中的分散稳定性和摩擦学性能。结果表明:使用油酸和硅烷偶联剂KH570共同修饰生成的G/Fe3O4复合材料在石墨烯表面分散效果比单独使用油酸修饰的好;沉淀稳定性实验表明:放置10d后,未添加复合材料的润滑油铁元素含量下降了48.3%,添加采用油酸修饰的复合材料铁元素含量下降了39%,添加采用油酸和KH570共同修饰的复合材料铁元素含量下降了31.1%;四球摩擦实验表明G/Fe3O4复合材料作为润滑油添加剂具有良好的摩擦学性能,使用油酸和KH570共同修饰的效果要比单独使用油酸修饰的好,最大无卡咬负荷PB增大了6.5%,摩斑直径减小了4.4%,摩擦因数降低了4.8%。     

纳米TiO2在46^#机械油中的稳定性及摩擦学性能研究

利用分光光度法研究表面活性剂对纳米TiO2在46^#机械油中分散性能的影响,确定了最佳表面活性剂及其最佳添加量,用四球摩擦磨损试验机比较了不同质量分数,结果表明,油酸对纳米TiO2在46^#机械油中的分散效果影响最为显著,最佳添加量为1.4wt%;纳米TiO2的引入能明显改善46^#机械油的摩擦学性能,当添加浓度为0.6%时,油品的极压性能比基础油提高144%。     

纳米金属/层状硅酸盐复合润滑添加剂的摩擦学性能

采用机械化学法制备了纳米铜/蛇纹石复合润滑材料,利用微动摩擦磨损试验机考察了其作为润滑油添加剂的摩擦学性能,借助纳米压痕仪（nano-in-denter）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）及光电子能谱仪（XPS）对磨损表面进行了表征,探讨了减摩抗磨机理。结果表明复合润滑材料具有优异的摩擦学性能,其摩擦因数及磨损率分别较基础油降低约16.4%和69.2%。复合润滑剂颗粒参与了摩擦界面复杂的理化作用,形成了致密光滑的保护膜,主要由Fe、Si等元素组成,具有较高的微观力学性能,提高了摩擦表面的磨损抗力,显著地降低了摩擦磨损。     

脉冲激光沉积VN/Ag复合薄膜的组织及摩擦学性能研究

利用脉冲激光沉积技术制备了不同Ag含量的VN/Ag复合薄膜,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、纳米力学测试系统等设备袁征薄膜的组织结构、成分、表面形貌及力学性能,利用UMT-3摩擦试验机考察薄膜在室温至900℃下的摩擦学性能.结果表明,随着Ag含量的增多,薄膜的组织形貌变差,硬度及弹性模量降低.当Ag含量为16％(原子分数)时薄膜在试验温度范围内的摩擦学性能最佳.由于Ag在低温的润滑特性及高温摩擦化学反应生成了新的润滑相,如V2O5、V6O11、V6O13、Ag3VO4、AgVO3等,使得摩擦系数随温度的升高而逐渐降低,在900℃下取得最低值0.08,实现了宽温域内的连续润滑.     

Tribological properties of lubricating oil with micro/nano-scale WS2 particles

The tribological properties of lubricating oil containing micro/nano-scale WS₂ (90 nm, 2 µm) and ionic liquid [C₇H₁₁F₃N₂O₃S] are evaluated using a four-ball friction tester. Results show that the addition of micro/nano-scale WS₂ can improve the tribological properties of the base oil; moreover, adding the ionic liquid as a solvent may lead to a better mixing of the micro/nano-scale WS₂ and base oil and promote the dispersion of WS₂ in the sample oil. The base oil with 90 nm nano-WS₂ and ionic liquid presents the best anti-friction and anti-wear properties at 1 wt.% content. The surface analysis of wear scars reveals that ploughing is the main cause of wear in the three bottom balls. Furthermore, the wear furrows of nano-WS₂ as lubricating additive are uniform and symmetrical and can homogenously appear on the friction area. This work proves that the micro/nano-scale WS₂ plays an important role in improving the performance of tribological properties of lubricating oil.     

纳米SiO_2的表面改性及作为润滑油添加剂的研究进展

纳米SiO2用作润滑油添加剂的研究尚处于起步阶段,但从研究结果看出,它具有优良的摩擦学性能。本文中简单介绍了纳米SiO2表面改性方法,总结了它作为润滑油添加剂的研究现状;并对作用机理进行了探讨;最后提出其作为润滑油添加剂的发展趋势,即纳米SiO2粒子的制备和表面修饰的“一体化”,制备高聚物-纳米SiO2杂化粒子以及对其摩擦学机理进行研究。     

纳米锑颗粒作为液压油添加剂的摩擦学性能

为了研究纳米锑颗粒作为润滑油添加剂的润滑摩擦学性能,充分发挥其减磨、抗磨效果,采用CFT-1型材料性能测试仪对比研究了不同载荷下纳米锑粒子作为液压油添加剂的摩擦学性能,通过SEM对试样摩擦表面进行了形貌分析,利用EDX进行了磨痕表面元素分析.结果表明:不同载荷下纳米锑颗粒在液压油中的最佳添加量不同,重载荷下纳米锑粒子表现出优良的抗磨减摩性能;纳米锑粒子在一定程度上可以提高液压油的抗磨减摩性能,这是由于磨痕表面形成了含锑元素的表面膜,起到良好的抗磨减摩效果.     

坡缕石/铜复合纳米粉体对HT200摩擦副的摩擦学性能

用共混法制备1∶1的坡缕石/铜复合纳米粉体,经表面修饰后按质量比2%添加到150N基础油中,制备出含复合纳米材料添加剂的润滑油体系。用MMU-10G摩擦磨损试验机测试该润滑油添加剂对HT200对磨试样的摩擦学性能,并用高精度电子天平测定试件的失重量以评定其耐磨性能。用扫描电镜SEM、EDX等分析了摩擦磨损试验后表面成分与形貌的变化,并分析了摩擦学性能变化的机理。结果表明:制备的坡缕石/铜复合纳米粉体在基础油中分散性良好,颗粒大小不超过200nm,能明显提高摩擦副的减摩抗磨性能,平均摩擦因数下降19.1%,总磨损量下降44%,试件表面生成了含坡缕石特征元素和铜元素的自修复膜层,这是纳米坡缕石和纳米铜粒子共同作用的结果。