硅灰含量对碳毡/水泥复合材料摩擦学性能的影响

以水泥为黏结剂,碳(纤维)毡为增强材料,硅灰为摩擦性能调节剂,采用浸渍法制备了不同硅灰含量碳毡/水泥复合材料,研究了硅灰含量对复合材料摩擦学性能的影响,分析了摩擦磨损机理。结果表明:随着硅灰含量的增加,复合材料的密度先增大后减小,摩擦因数和磨损率则先减小后增大;在摩擦过程中,摩擦表面温度随时间的延长均呈先升高后平稳的变化趋势,稳定后的温度随硅灰含量的增加先减小后增大;当硅灰质量分数为20%时,复合材料摩擦学性能最好,密度最大(1.53g·cm~(-3)),摩擦因数和磨损率最小,分别为0.55和5.32×10~(-6) g·N~(-1)·m~(-1),对应磨损表面上的磨痕短且浅,且存在由磨屑形成的均匀连续润滑薄膜。     

浸渗铜、铝对碳/碳复合材料弯曲性能的影响

采用三点弯曲法研究浸渗铜和铝对碳/碳复合材料弯曲性能的影响,分析了复合材料弯曲断裂前后的组织形态,并对弯曲性能进行了比较和探讨。结果表明:碳/碳 渗铜和碳/碳 渗铝材料的抗弯强度分别达到88,196 MPa,大于碳/碳复合材料的77 MPa;金属铜、铝对碳润湿性的差异使碳/碳 渗铜界面结合强度弱于碳/碳 渗铝界面结合强度,这导致碳/碳 渗铝抗弯强度远大于碳/碳 渗铜的抗弯强度。碳/碳 渗铜和碳/碳 渗铝抗弯强度都达到TB/T 1842.1-2002铁道部行业标准电力机车粉末冶金滑板性能要求。     

碳陶复合材料的摩擦磨损性能

在碳碳坯体的基础上,通过液相渗硅法制备了密度为2.0～2.2 g·cm-3、用于飞机刹车片的碳陶复合材料,研究了该材料的物相组成、微观结构、力学性能,通过模拟飞机不同制动条件,利用大样试验台架对1.4 MJ能载下该材料摩擦副的干、湿态摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:该材料由碳相、β-SiC相及硅相组成,SiC相主要分...     

纳米金属硅粉制备新工艺

硅是重要的半导体材料,是信息技术发展的重要工业原料,当向纳米尺寸转变时,赋予了硅材料新的特性.纳米硅粉在陶瓷材料、复合材料、催化材料、光电池以及生物材料等领域具有巨大的潜在应用前景.利用蒸发-冷凝法制取了高纯度的球形纳米金属硅粉,介绍了该方法的具体工艺过程.     

纳米碳黑与纳米石墨填充PTFE复合材料摩擦磨损性能比较研究

用M-2000摩擦磨损试验机对纳米碳黑和石墨填充PTFE复合材料进行了摩擦磨损性能研究,用扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面进行观察.结果表明:2种碳纳米能够提高PTFE复合材料的耐磨性,其中纳米碳黑填充效果最佳.纳米碳黑和纳米石墨2种碳纳米的最佳添加量分别为7%和5%(质量分数).纳米石墨可以减小PTFE复合材料的摩擦因数,而纳米碳黑使得PTFE复合材料的摩擦因数增大,且含量越高,复合材料摩擦因数增幅越大.结晶型纳米石墨与PTFE基体的相容性较差,而无定形纳米碳黑与PTFE基体的相容性较好.     

碳/碳复合材料的载流摩擦磨损性能及机理

在高速载流摩擦磨损试验机上对碳/碳复合材料进行摩擦磨损试验,研究了不同电流、载荷和滑动速度下复合材料的摩擦因数、磨损率及磨损表面形貌,并分析了磨损机理。结果表明:在一定载荷作用下,随电流和滑动速度增大,碳/碳复合材料的摩擦磨损性能先保持良好而后趋于恶化;在电流和滑动速度一定的条件下,较低和较高的载荷都会恶化碳/碳复合材料的摩擦磨损性能;随着摩擦表面温度升高,碳/碳复合材料基体开始氧化流失,碳纤维脱落形成磨屑,从而导致磨粒磨损;随后摩擦表面的高温使磨屑软化,磨屑在机械应力作用下逐渐被碾压成碳膜,形成粘着磨损;磨损表面温度的进一步升高以及高速冲击的作用破坏了碳膜的完整性,从而恶化了碳/碳复合材料的摩擦磨损性能。     

纳米氧化镍/锌复合材料的制备及在热浸镀中的应用

用高能球磨法制备了纳米氧化镍/锌复合粉末,然后通过真空热压法将其制成块体复合材料,并熔化于锌液中,在45钢基片上进行热浸镀;用XRD、TEM、FESEM和EDS等对复合粉末、块体复合材料的组织、结构进行了分析;用腐蚀失重法、冲蚀磨损法研究了镀层的耐腐蚀和耐磨损性能。结果表明:用高能球磨法制备的纳米氧化镍/锌复合粉末中,纳米氧化镍颗粒弥散均匀分布在锌颗粒上;纳米氧化镍颗粒的加入能显著提高镀层的耐磨性能,而对耐腐蚀性能影响不大。     

原位SiC颗粒对SiCP/MoSi2室温断裂韧度的影响

以钼、硅、碳粉末为原料,采用湿法混合和原位反应热压一次复合工艺制备了MoSi2以及含不同体积分数原位SiC颗粒的SiCP/MoSi2复合材料,并研究了原位SiC颗粒对该材料室温断裂韧度的影响.结果表明:复合后的SiCP/MoSi2室温断裂韧度大幅度提高,原位SiC颗粒可以细化MoSi2基体晶粒,减少和消除脆性的SiO2玻璃相,并阻碍SiCP/MoSi2复合材料断裂时的裂纹扩展而造成裂纹的偏转和桥接.     

RGD功能化HA/PLLA多孔复合材料的制备和表征

通过碳二亚胺法将精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)接枝到羟基磷灰石(HA)颗粒表面,增强HA颗粒识别细胞的功能,然后将其均匀地分布于左旋聚乳酸(PLLA)中制备多孔复合材料,分别用XPS和SEM等对HA颗粒和多孔复合材料进行了表征。结果表明:RGD成功地接枝到了HA颗粒表面,多孔复合材料中RGD功能化的HA颗粒是纳米尺寸的,且分布均匀;RGD功能化HA/PLLA多孔复合材料的细胞粘附率从普通HA/PLLA多孔复合材料的37.21%提高到了69.11%。     

纳米硬质合金刀具切削Al/SiCp复合材料实验

SiC颗粒具有较高的硬度,使Al/SiCp复合材料在切削时刀具磨损剧烈。纳米硬质合金具有较高的硬度、韧性及良好的抗磨损能力。制备了纳米硬质合金刀具WC-7Co,对Al/SiCp复合材料进行了切削实验,研究了纳米硬质合金刀具磨损机理和Al/SiCp复合材料的切屑去除机理,以及刀尖处后刀面磨损值。研究认为,纳米硬质合金刀具磨损的机理为SiC颗粒的微切削作用引起的磨料磨损,及SiC颗粒对刀尖刃口的高频、断续冲击引起的微崩刃及微破损,Al/SiCp复合材料的切削实质是断续切削;Al/SiCp复合材料去除机理为切屑的崩碎去除;纳米硬质合金后刀面磨损值较普通硬质合金小30%~50%。     

纳米硬质合金刀具切削Al/SiC_p复合材料的实验

针对SiC颗粒硬度高,切削Al/SiCp复合材料时刀具磨损剧烈,本文提出用具有较高硬度、韧性及良好抗磨损能力的WC-7Co制备纳米硬质合金刀具,并对Al/SiCp复合材料进行了切削实验。研究了纳米硬质合金刀具磨损机理和Al/SiCp复合材料的切屑去除机理,以及刀尖处后刀面磨损值。研究认为,纳米硬质合金刀具磨损的机理为SiC颗粒的微切削作用引起的磨料磨损,及SiC颗粒对刀尖刃口的高频、断续冲击引起的微崩刃及微破损;Al/SiCp复合材料的切削实质是断续切削;去除机理为切屑的崩碎去除;纳米硬质合金后刀面磨损值较普通硬质合金小30%～50%。实验表明,纳米硬质合金较普通硬质合金更适于加工Al/SiCp复合材料。     

纤维增强铝镁合金中纳米相的研究

讨论了常用碳及氧化铝增强铝及铝合金复合材料中常见纳米相 ,其中包括纤维本身结构的组元及反应产物中的新生纳米相。由于这些相的形成条件、形成区域不同 ,对复合材料性能的影响也不同。     

聚氨酯/TiO2纳米复合材料冲蚀磨损特性研究

以纳米TiO2作为填料,制备耐磨蚀聚氨酯纳米复合材料.用相对抗磨损性法评价了聚氨酯纳米复合材料的冲蚀磨损性,通过扫描电镜观察聚氨酯纳米复合材料的磨损形貌,尝试解释纳米TiO2增强聚氨酯复合材料抗含沙冲蚀磨损性能的机理.试验结果表明,纳米粒子均匀分散于聚氨酯中,使聚氨酯弹性体耐磨蚀性得以提高.聚氨酯/TiO2纳米复合材料的抗冲蚀磨损性能分别是45#钢的10.67倍,2Cr13钢的6倍,纯聚氨酯的1.28倍,TiN/聚氨酯复合材料的1.09倍.     

纳米金属粉填充Ekonol/PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

评价了分别用不同体积含量的纳米镍粉和纳米铜粉填充聚苯酯/聚四氟乙烯(Ekonol/PTFE)复合材料体系的力学性能,利用M-200型磨损试验机研究了纳米Ni、纳米Cu含量对Ekonol/PTFE复合材料摩擦学性能的影响,借助扫描电子显微镜和能谱分析手段考察试样磨损表面和磨屑,并探讨其摩擦磨损机制。结果表明,纳米Ni能在一定范围内增加Ekonol/PTFE复合材料的冲击强度;纳米金属粉填入量较小时均能增加复合材料的洛氏硬度。纳米Ni与纳米Cu均能增加Ekonol/PTFE复合材料的摩擦因数并降低磨损率。其原因在于纳米金属粉在复合材料摩擦表面富集,通过金属分子间的吸引作用,增大复合材料的摩擦因数。     

超声辐射醇水体系制备纳米CeO2粉体及其抛光性能研究

在超声辐射条件下,使用正丁醇/水反应体系通过均相沉淀法制备了纳米CeO2粉体;将所制备的纳米CeO2粉体作为磨料对硅晶片进行抛光,用原子力显微镜观察抛光表面的微观形貌并测量表面粗糙度;研究了超声场以及醇/水反应体系对纳米CeO2粉体粒径和团聚情况的影响,考察了纳米CeO2磨料对硅晶片的抛光效果。结果表明:超声辐射以及醇/水反应体系均有利于制备出粒径更小,且分散性更好的纳米CeO2粉体;使用纳米CeO2磨料抛光的硅晶片表面最终在2μm×2μm范围内的微观粗糙度值为Ra0.108nm,而且抛光表面非常平整。     

复杂形状碳化硅陶瓷构件制备新工艺研究

用光固化快速成形技术制作复杂构件的负模,以酚醛树脂和淀粉的混合物填充负模,固化后在800℃高温下热解制成构件的碳支架,碳支架在真空炉中渗硅生成含有SiC/C/Si的陶瓷复合材料构件。统计分析了构件的收缩变形;用SEM及光学显微镜分析了制件的微观结构;研究了渗硅温度对材料抗弯强度的影响。结果表明：制件在各个方向的尺寸收缩率一致,大约为17％;碳支架含有由微孔和孔道组成的孔系,显气孔率越高,越利于渗硅反应;制件的抗弯强度随渗硅温度的升高而降低。应用该工艺制作了叶轮和叶片样件,所获制件形状和表面质量良好。     

先进复合材料在航空航天领域的应用

复合材料是当今科技发展的重要物质基础,特别是先进复合材料已经成为应用于航空航天的基本材料之一.本文简要概述了先进复合材料的特性,着重介绍了先进树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料等的特点和研究进展,以及先进复合材料在航空航天领域的应用.     

铝颗粒弥散分布纳米孔碳基复合材料对电极染料敏化太阳能电池的光电性能

制备了一种新型铝颗粒弥散分布的纳米孔碳基复合材料,并以此作为对电极的催化层,研究了催化层厚度对该对电极染料敏化太阳能电池(DSC)光电性能的影响以及铝颗粒的作用机制。结果表明:随催化层厚度的增大,纳米孔碳基复合材料对电极DSC的转换效率先增后减,在催化层厚度为44μm时达到最大,为5.15%,比纯碳对电极DSC的增加21.5%;细小铝颗粒弥散分布于复合材料对电极中,起连接碳颗粒的桥梁作用,能够加快外电路电子传输,从而加速电解质还原,使催化层增厚提高催化活性的作用得以充分发挥,并抵消催化层增厚导致的方块电阻的升高效应,最终提升了DSC的转换效率。     

聚合物/层状粘土纳米复合材料及其应用

有机/无机纳米复合材料将在宇航、机械、生物、热学、电学、磁学、光学等领域表现出广阔的应用前景,是探索高性能复合材料的一条重要途径.本文综述了聚合物/粘土纳米复合材料制备中粘土的有机化处理、插层复合工艺以及复合材料优异性能及其应用.     

载流条件下铬青铜/3D碳/碳复合材料摩擦副的摩擦磨损性能

以3D碳/碳复合材料为销试样、铬青铜QCr0.5为盘试样进行了载流条件下的干滑动摩擦磨损试验。通过对有、无电流条件下销试样磨损量大小和摩擦因数影响度的比较,以及对销试样摩擦表面进行的微观形貌分析,结果表明,电流对铬青铜/3D碳/碳复合材料摩擦副的干摩擦行为具有显著的影响,并且由于电场、摩擦热、电弧热的共同作用,在销试样表层发生了磨粒磨损和氧化磨损。