电射流法沉积的ZrO2织构化表面及其摩擦磨损特性∗

精密器械中的微摩擦零件的增摩需求逐渐被重视,电射流沉积法可以低成本制备出增摩表面。 利用溶胶凝胶法制作 ZrO₂ 溶液,通过电射流沉积技术结合掩膜板在 316L 不锈钢表面制备具有仿生图案的二氧化锆(ZrO₂ )织构化表面,测试织构化表面的亲水性和不同加载力下的摩擦磨损性能,并与相同试验条件下的光滑基体、薄膜作对比。 结果表明:利用电射流沉积技术通过掩膜板制备织构化增摩表面的方法简单可行,织构化表面与基体和薄膜相比亲水性更弱,与光滑基体相比在小加载力下其摩擦因数增加约 70%,磨损率下降约 50%,有明显的增摩、耐磨效果。 电射流法借助掩膜板沉积的 ZrO₂ 织构化表面可为微摩擦零件表面的增摩耐磨提供一种新方式。     

微织构表面电射流沉积MoS2/Ti涂层及其摩擦磨损特性研究

利用激光加工技术在YG6硬质合金基体上制备椭圆阵列微织构。配制了MoS_2/Ti悬浮液,利用电射流沉积技术在YG6硬质合金基体上沉积了厚度为17μm的MoS_2/Ti涂层,研究了电射流沉积流量和沉积高度对涂层形貌的影响。当沉积流量为12μL/min、沉积高度为5mm时,获得了均匀紧凑的MoS_2/Ti涂层。对MoS_2/Ti涂层沉积前后织构化基体摩擦磨损特性进行研究,结果表明:表面织构可以降低摩擦系数及其波动程度,有效储存涂层材料;MoS_2/Ti涂层降低基体表面的摩擦系数效果更为明显,能够减缓基体的磨损程度。     

氧化铝陶瓷生坯切削加工裂纹的离散元仿真研究

利用离散元软件PFC2D建立了氧化铝陶瓷生坯的二维离散元模型,并通过力学性能数字模拟试验对该模型进行校准,使其物理和力学性能参数与氧化铝陶瓷生坯的实际参数相匹配。基于该模型对氧化铝陶瓷生坯切削加工进行了动态模拟,分析了低速切削时,切削速度和切削深度对切削力及加工后表面裂纹的影响。结果表明:用离散元的方法模拟陶瓷生坯材料的切削过程可行,加工后表面裂纹的数目及平均深度随切削深度的增大而增大,并随切削速度的增大而减小。     

PZT厚膜的电雾化沉积与溶胶渗透研究

制备锆钛酸铅(PZT)悬浮液,采用电雾化沉积(EHDA)技术,在硅衬底上沉积PZT厚膜,研究溶胶渗透工艺对电雾化沉积PZT厚膜的致密性与电学性能的影响。结果表明:经过2C+1S溶胶渗透工艺处理的PZT厚膜致密性与电学性能得到明显提升,在50 kHz测试频率下厚膜的残余极化强度Pr和相对介电常数εr分别由溶胶渗透前的7.3μC·cm~(-2)和186提升为溶胶渗透后的16.1μC·cm~(-2)和400。     

基于电射流沉积的TiO2薄膜制备及其摩擦特性研究

采用电射流沉积技术在316L不锈钢基体上沉积二氧化钛(TiO_2)薄膜,并对薄膜进行高温烧结处理;在无润滑条件下,对薄膜进行往复式摩擦磨损试验,研究了温度对薄膜晶相及形貌变化的影响及TiO_2薄膜的摩擦学性能。结果表明:在电射流沉积条件为电源电压3.8～4.1kV、高度4mm、流量4μl/min时,可以制得均匀的TiO_2薄膜;随着温度升高,TiO_2晶体结构逐渐由锐钛相转变为金红石相;TiO_2薄膜能有效提高316L不锈钢表面的减摩性能。