CrN和CrN/Ag涂层的真空高温摩擦磨损性能*

为改善涂层在真空、高温等苛刻条件下的摩擦学性能，利用中频直流磁控溅射技术在硅片和316L不锈钢上沉积了CrN和CrN/Ag涂层，利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对涂层的成分及相结构进行了表征，通过划痕测试仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试了涂层的力学及摩擦学性能。结果表明：添加Ag元素以后，CrN/Ag涂层硬度及承载能力有所减小，但结合强度增加；真空高温环境下CrN与CrN/Ag涂层摩擦因数随温度升高呈下降趋势，其中CrN涂层通过软化镀层减小剪切强度和阻力，从而减小摩擦因数，CrN/Ag涂层主要通过高温产生的热驱动力诱导表面Ag润滑膜的形成来减小摩擦因数；CrN涂层依靠自身剪切特性参与摩擦，而CrN/Ag涂层在真空高温下具有自润滑和持续润滑性能，作为自润滑零部件具有潜在的应用价值。     

碳基薄膜在航空轴承乏油问题中的应用研究

目的 研究乏油工况下GLC和DLC两种碳膜在航空轴承上的应用。方法通过磁控溅射技术在单晶硅片P(100)、轴承钢样块和轴承套圈表面分别制备了GLC和DLC两种薄膜。利用扫描电镜（SEM）、拉曼光谱对薄膜的截面和磨痕形貌及结构进行了分析。利用纳米压痕仪、摩擦磨损试验机等对薄膜的力学性能和摩擦学性能进行了研究。利用轴承试验机对镀两种膜的轴承进行了对比研究。结果 GLC和DLC两种碳基薄膜均结构致密,GLC薄膜含有更多的sp2,DLC薄膜含有更多的sp3;两种薄膜硬度分别达到18.2 GPa和22.2 GPa,弹性模量分别达到230.2 GPa和260.8 GPa,干摩擦条件下,薄膜摩擦系数分别低至0.11和0.21。镀膜轴承在运转0~10 h时,温升无明显差异;10~30 h过程中,镀GLC薄膜轴承温升约为40~45 ℃,而镀DLC薄膜轴承温升约为50~55 ℃。运转后,轴承滚子上出现转移膜,镀GLC薄膜的轴承磨损比镀DLC薄膜的轴承严重。结论 在乏油工况下,DLC薄膜具有更加优异的环境适应性。     

石墨烯防腐涂层对油罐沉积水的防腐机制研究

目的探究石墨烯基防护涂层/碳钢体系在原油储罐沉积水中的防护机制。方法以实际原油储罐的沉积水为腐蚀介质,以自制石墨烯底漆和石墨烯面漆为防护涂层体系,采用交流阻抗谱、动电位极化曲线,结合盐雾实验探究石墨烯涂层体系在沉积水中的腐蚀行为和失效衍化机制。结果石墨烯底漆在浸泡初期对碳钢具有一定的防护效果,随着浸泡时间的延长,水分子逐渐渗透涂层,涂层逐渐失效。采用石墨烯面漆和石墨烯底漆搭配,可显著提高涂层对碳钢在沉积水中的防护性能,浸泡46 d后,涂层电阻仍为162 M?·cm。结论石墨烯底漆和石墨烯面漆涂层体系对储罐底板在沉积水中具有良好的防护性能,研究成果对油罐底板涂层防护选材具有理论指导意义。     

马氏体轴承钢碳氮共渗滚动接触疲劳失效机理EI北大核心CSCD

碳氮共渗工艺应用广泛,但对碳氮共渗后零部件的滚动接触疲劳失效机理研究较少。采用气体碳氮共渗对马氏体轴承钢进行表面改性处理,对碳氮共渗试样进行滚动接触疲劳试验,研究碳氮共渗对轴承钢滚动接触疲劳性能的影响及其失效机理。研究结果表明:碳氮共渗试样表面硬度、残余应力和残余奥氏体含量显著提高,使得其接触疲劳寿命明显高于常规试样。疲劳裂纹萌生于表面和亚表面,其中大量表面平行裂纹主要由表面白色蚀刻层硬度梯度变化而导致,表面材料受到严重微观塑性变形产生晶粒细化;亚表面裂纹萌生位置受最大应力的分布和渗层厚度的影响。表面和亚表面疲劳裂纹的扩展和连接最终导致碳氮共渗试样出现浅层剥落和分层剥落的失效形貌。     

CrN、CrSiN薄膜在不同介质下的摩擦学性能对比研究

采用中频非平衡反应磁控溅射法在单晶硅〖BF〗P(111)〖BFQ〗和不锈钢（304SS）基材上制备CrN和CrSiN薄膜;利用球-盘式摩擦磨损试验机（CSM）考察2种薄膜在不同介质（空气、去离子水、质量分数35%NaCl 溶液）中和WC/Co球对摩的摩擦学性能。结果表明：大气环境下,CrN与CrSiN薄膜的磨损机制主要是磨粒磨损;水润滑下,CrN薄膜主要因机械抛光作用,CrSiN薄膜主要因摩擦化学反应,使得摩擦因数减小;在35%NaCl 溶液中CrN薄膜易被腐蚀,由于NaCl颗粒析出以及涂层接触区域的腐蚀和磨损产物,作为第三体的润滑作用,导致摩擦磨损发生明显变化,而CrSiN薄膜不易被腐蚀,主要因摩擦化学反应,使得摩擦磨损性能发生显著变化。     

磁控溅射沉积BC_x薄膜的摩擦学性能

探索具有优良摩擦学性能的BCx薄膜的制备方法具有重要意义,文中采用闭合场非平衡磁控溅射碳化硼靶和石墨靶(纯度均为99.9%)的方法,在38CrMoAl齿轮钢和Si(100)表面沉积BCx薄膜,利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱、纳米压入仪、CSM摩擦磨损试验机和X射线光电子能谱仪(XPS)分别分析了BCx薄膜的结构特征、力学性能和摩擦磨损性能,得到了石墨靶电流对碳化硼薄膜结构和性能的影响规律。结果表明:相同的沉积时间内,BCx薄膜的厚度随石墨靶电流的增加逐渐增大,硬度、弹性模量逐渐降低,微观形貌的柱状结构特征越来越明显;增加石墨靶电流可以提高BCx薄膜的摩擦学性能,当石墨靶电流为2.4A时,BCx薄膜的摩擦因数稳定在0.2左右,且具有最佳的耐磨性能。     

石墨烯基二维材料改性防腐涂料研究进展

石墨烯是由碳六元环组成的二维周期蜂窝状点阵结构，是碳纳米管、石墨等其他碳材料的基本单元。石墨烯具有优异的力学、热学和电学性能，有望在电子、传感、能源、航天、防腐等多个领域得到应用。由于石墨烯具有二维层状结构和大的比表面积，同时具备对水、氧和氯离子等的阻隔特性，因此在防腐涂料领域具有广阔的应用前景，逐渐成为防腐涂料研究的热点。综述了近年来国内外石墨烯基二维材料改性防腐涂料的研究现状，并对今后石墨烯基二维材料改性防腐涂料的研究方向进行了展望。     

无机盐阴离子对果胶水基润滑液减摩性能的影响

利用微摩擦磨损试验机评价果胶作为水基润滑添加剂的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜分析磨痕表面形貌,并采用能量色散光谱仪分析摩擦磨损机制。同时还考察工业用水中存在的阴离子对含果胶水基润滑液摩擦学性能的影响。结果表明:在去离子水中加入少量的果胶就可显著改善水的摩擦学性能,并且随着果胶添加量的增大,减摩性能得到进一步提高,这主要是由于果胶在表面吸附形成的润滑膜起到良好的减摩效果;不同阴离子对果胶的摩擦学性能具有不同的影响,其影响的实质是盐析作用和吸附作用。     

苛刻空间环境下固体润滑涂层在谐波齿轮减速器表面的服役性能评价

随着航天技术和深空探测的发展,传统的脂润滑材料已难以满足谐波减速器在真空宽温区的润滑需求,固体润滑涂层是一种非常理想的空间润滑方式,具有较宽的温度使用范围,且润滑性能受工况的影响也较小,广泛应用于空间运动机构。目前固体润滑谐波减速器在苛刻空间环境下的使役性能（传动精度和传动效率）还鲜有报道,通过物理气相沉积技术分别在XBS-40-100型和XBS-60-120型谐波减速器制备MOSTP&MOSTP和DLC&MOSTP两种固体润滑涂层,并对润滑前后的谐波齿轮减速器的传动精度、传动效率及真空高、低温适应性进行对比研究。研究结果表明：谐波减速器的传动误差不仅没受到润滑涂层的影响,其传动精度还远优于脂润滑的同型号谐波减速器;固体润滑谐波减速器具有优异的温度适应性,XBS-40-100型和XBS-60-120型谐波减速器在-90℃～100℃温度范围内,传动效率分别为69.4%～82.8%和66.2%～86.7%,远高于全氟聚醚（-90℃,效率在30%左右）和多烷基化环戊烷（-90℃,效率基本在15%左右）润滑的同型号谐波减速。系统研究了固体润滑谐波减速器的使役性能和温度适应性,可...