纳米羟基磷灰石复合陶瓷生物摩擦学行为研究

采用沉淀法合成了纳米羟基磷灰石（HA）粉体，无压烧结工艺制备了HA／PSZ陶瓷复合材料．利用材料试验分析系统（MTS）和纳米硬度分析测试系统（Triboindenter）测定了复合材料的宏观和微观力学性能，用销盘式摩擦磨损试验机考察了血浆润滑条件下复合材料的生物摩擦学性能，探讨了力学性能与摩擦学性能之间的关系．结果表明，无压烧结HA／PSZ复合陶瓷材料断裂韧性比纯HA陶瓷提高近2．7倍，弯曲强度提高近1倍．纳米硬度最高值为10．6GPa，纳米弹性模量为156．OGPa．血浆润滑条件下，HA／PSZ陶瓷和UHMWPE摩擦副的摩擦系数与HA的含量有关，UHMWPE的磨损率与HA／psz复合陶瓷摩擦副的硬度和断裂韧性存在反比关系．     

填料特性对尼龙摩擦学性能的影响及作用机理

在尼龙１０１０（ＰＡ１０１０）中分别添加颗粒状、层状、纤维状填料,制备出系尼龙基复合材料,利用环块磨损实验机研究了填料的形态,性质对尼龙基复合材料干摩擦条件下摩擦学性能的影响。结果表明,当填料的质量分数为３０％时,玻璃纤维、高岭土、铝粉、二氧化硅以及氧化铜均能改善ＰＡ１０１０的摩擦学性能,其中以玻璃纤维（ＧＦ）最为显著,层状结构的高岭土也有较好的效果,其他３种各向同性填料的改性效果差别较小,利用高倍显微镜对尼龙及其复合材料的转移行为,磨损机理以及填料减磨机理进行了研究,分析表明,填料的加匀不同程度的促进了复合材料向对介副表面的转移、改善了材料的摩擦学性能,而各种填料的减磨机理也不一样,尼龙基复合材料的磨损形式以粘着磨损,疲劳磨损为主,此外还有磨粒磨损,在给定实验条件下,ＰＡ１０１０复合材料含有质量分数为３０％的     

稀土化合物填充PA1010复合材料的摩擦学特性

采用热挤压注模方法制备了含不同稀土化合物如CeO2,LaF3,La2O3的尼龙1010（PA1010）复合材料。测定了复合材料的密度和硬度,在MM－200型环－块实验机上考察了其摩擦磨损性能,用光学显微镜观察了材料表面磨痕和转移膜形貌。研究结果发现,添加稀土化合物可改变PA1010的摩擦学性能,尤其是填充La2O3的PA1010复合材料的减摩、耐磨性能均最佳,PA1010的磨损主要表现为粘着、劳和逆性变形,其转移膜不连续,且有脱落现象,PA1010－15％La2O3复合材料的磨损主要为磨粒磨损,其转移膜致密光滑,薄而完整,这与其耐磨性最好的现象相一致。     

GF增强尼龙1010复合材料的磨擦学性能研究

制备了玻璃纤维（GF）增强尼龙1010复合材料,在环一块磨损试验机上研究了复合材料的摩擦学性能。结果表明：GF含量对复合材料的摩擦学性能有显著影响,GF质量分数为35％时增强效果较好;随着滑速的增加,GF增强尼龙1010复合材料的摩擦系数和磨损量持续上升。干摩擦下的复合材料磨损以疲劳断裂和粘着为主,且纤维出现磨损、断裂及从基体中剥落的现象。在油润滑下材料向对偶产生轻微的转移,与干摩擦相比复合材料的摩擦系数和磨损量大为降低;水润滑下的尼龙以化学腐蚀磨损和磨粒磨损为主,此时复合材料摩擦系数也有较大程度的降低,但磨损量较干摩擦增大。     

PTFE和MoS_2填充尼龙复合材料摩擦行为研究

以注塑成型法制备了聚四氟乙烯(PTFE)和MoS2填充PA1010复合材料,采用M-2000磨损试验机考察了复合材料与45钢对摩时的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜(SEM)分析了PA复合材料磨损表面及其偶件表面转移膜形貌。研究结果表明:PTFE填充PA1010可显著改善尼龙复合材料的摩擦磨损性能。PTFE质量分数为25%时,复合材料的摩擦学综合性能最佳。PTFE和MoS2共同填充PA1010时,复合材料的摩擦因数和磨损率随着PTFE含量的减少、MoS2含量的增加,整体呈现增大趋势,其中PA+20%PTFE+5%MoS2复合材料的减摩抗磨性能较好。在正常工作条件下(0.21-0.42 m/s,100-300 N),PA+25%PTFE复合材料的抗磨性优于相同条件下PA+20%PTFE+5%MoS2复合材料,但PA+20%PTFE+5%MoS2复合材料具有更宽的速度适用范围。PA复合材料的摩擦磨损性能与其在偶件表面形成的转移膜的特性有重要关系,转移膜的厚度大小、分布均匀状况以及和偶件的结合强度都会对复合材料的减摩抗磨性能产生影响。     

玻璃粉/尼龙1010复合材料摩擦学性能研究

将玻璃粉碎成微米级颗粒，作为增强材料，用硅烷偶联剂KH-550对玻璃粉进行表面处理，充填尼龙1010．制备了玻璃粉／尼龙1010复合材料，在环一块磨损试验机上研究了复合材料的摩擦学性能，使用邵氏硬度计测量了复合材料的硬度．借助SEM进行摩擦表面分析．试验结果表明：玻璃粉充填尼龙1010能降低复合材料的摩擦系数，础（玻璃粉）为25％时摩擦系数最小；w（玻璃粉）为20％时，磨损率仅为尼龙的18％．玻璃粉在一定含量的范围内能提高复合材料硬度．     

SHS工艺制备TiC-TiB2/Cu-Ni复合材料的性能

以Ti和B4C粉末为主要原料，以金属Cu,Ni为粘结剂，利用SHS／PHIP工艺制备了TiC-TiB2／Cu-Ni系复合材料，通过实验研究了该系列复合材料的微观结构特征和力学性能．结果表明，TiC-TiB2／Cu-Ni系复合材料中只有TiC、TiB2、及Cu(Ni)相存在；随着金属含量的增加，燃烧温度下降，颗粒尺寸变小；由于Ni的加入改善了陶瓷／金属的浸润性，双掺Cu-Ni的TiC-TiB2陶瓷基复合材料力学性能最高，其相对密度为98．5％、断裂韧性最高值达到11．6MPa．m^1/2．     

原位合成SiCp/(Mo,W)Si2复合材料的组织与性能

以Mo粉、W粉、Si粉和C粉为原料,采用原位反应高温热压一次复合工艺制备了不同配比的SiCp/(Mo,W)Si2复合材料。采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了其显微结构,并测定了其力学性能。结果表明,SiCp/(Mo,W)Si2复合材料中的增强相SiC颗粒分布在基体MoSi2的晶界和晶内,WSi2固溶于MoSi2,起到了协同强化的作用,强化效果比单独加入SiC或WSi2更为显著。该种复合材料的抗弯强度最高达到592 MPa,断裂韧性达到5.9 MPa.m1/2,维氏硬度达到19.4 GPa,分别比相同工艺制备的纯MoSi2提高了约5倍、2.1倍和2.2倍。     

碳纳米管/PTFE基复合材料摩擦学性能的研究

以碳纳米管(CNTs)为填料制备了，PTFE基复合材料，并研究了，该复合材料在干摩擦条件下与不锈钢对摩时的摩擦磨损行为，实验结果表明，CNTs／PTFE复合材料的摩擦系数随着CNTs含量的增加呈降低的趋势，其耐磨性能明显优于纯PTFE，当CNTs的体积分数为15％～20％时，其抗磨性能最好，MSEM观察发现纯PTFE的断面上分布着大量的带状结构，而填充了CNTs后，则未观察到这种带状结构，这说明CNTs有效地抑制了PTFE结构的破坏，对PTFE和CNTs／PTFE复合材料的摩擦表面的SEM观察发现，前者的摩擦表面分布着较明显的犁削和粘着磨损的痕迹，而后者的摩擦表面则平整光滑，这表明以CNTs作为填料可有效地抑制PTFE的磨损。     

聚乙烯/壳聚糖复合材料的研究

利用原位聚合法制得聚乙烯／壳聚糖（PE／（S）复合材料,IR、DSC和SEM等手段对催化剂负载机理和材料的性能进行了表征．结果表明；随着壳聚糖含量的提高，材料的热性能和力学性能下降．壳聚糖的质量分数控制在7.8％，材料表现出较好的综合性能；在负载的过程中，使用烷基铝对载体进行预处理会使所制备的复合材料的力学性能下降；复合材料的抑菌效果随壳聚糖质量分数的增加而提高．     

Tribological Properties of MoSi2 Against AISI10045 Steel Under Sliding Friction

MoSi2 samples were prepared by a self-propagating high-temperature synthesis （SHS） and a hot-press technique. The sliding friction and wear properties of intermetallic MoSi2 against AISI10045 steel under dry friction and oil lubrication conditions were investigated with a MRH-5A type ring-on-block friction and wear tester. The elemental composition, microstructure and worn surface morphology of the MoSi2 material were observed and analyzed by means of scanning electron microscopy （SEM） and X-ray diffraction （XRD）. The synthetic parameter pv value reflecting friction work, was used to discuss the tribological properties of MoSi2 material. The results show that 1） oil lubrication can obviously improve the tribological properties of MoSi2, 2） the bigger the pv value, the greater the antifriction and the abrasive resistance of MoSi2 under oil lubrication, 3） with an increase in the pv value, the wear mechanism of MoSi2 material under dry sliding friction is the fatigue fracture and adhesive wear and 4） under oil lubrication the wear mechanism is mainly fatigue pitting.     

掺杂对Al_2O_3/TiAl复合材料性能的影响

本研究采用Ti-Al-TiO2-La2O3体系,通过热压烧结工艺原位合成了Al2O3/TiAl复合材料.借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析研究了材料的物相组成和微观组织结构,同时分别将掺杂La2O3和掺杂Fe2O3对合成Al2O3/TiAl复合材料微观结构和力学性能的影响进行了对比.结果表明:掺杂La2O3合成的Al2O3/TiAl复合材料基体尺寸相对掺杂Fe2O3合成产物较小,分散更加均匀,致密度更高.当La2O3掺杂量为3.93wt%时,Al2O3/TiAl复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最大值,分别为701.95MPa和7.79MPa·m1/2.由于稀土氧化物具有对基体和增强颗粒的净化,细化晶粒等作用,因此提高了TiAl基体与Al2O3增强颗粒结合强度,所以掺杂La2O3合成材料的力学性能相比掺杂Fe2O3合成的产物较高.     

自蔓延高温合成法（SHS）制备致密的Al_2O_3－TiC陶瓷

采用电热爆－加压法（ＥＴＥ－Ｐ）和燃烧合成制粉＋加压法（ＳＨＳ＋ＨＰ）制备了致密的Ａｌ２Ｏ３陶瓷．研究表明，ＳＨＳＡｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶瓷的力学性能和切削性能均优于采用传统热压方法所制备的Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＣ陶瓷刀具，并对ＳＨＳＡｌ２Ｏ３＋ＴｉＣ的的显微结构及致密化机制作了研究．     

稀土对纤维相Cu-12%Ag合金组织性能的影响

为研究稀土微合金化在纳米纤维强化Cu-Ag合金中的作用，制备了纤维相增强Cu-12%Ag和Cu-12%Ag-0.3%RE合金．采用冷拉拔结合中间热处理方法制备该类合金，观察并测定了不同变形程度下稀土元素对合金显微组织、力学性能和电学性能.实验结果表明，随变形程度增大，合金硬度和强度上升，相对电导率下降.稀土元素可增加原始组织枝晶轴间距、共晶体数量及共晶体中Ag的质量分数，提高合金的硬度，但对合金抗拉强度没有明显影响.在较低的变形程度范围内，稀土元素使合金导电性能略有降低.在大变形范围内，稀土元素可在一定程度上改善导电性能.     

Fabrication and plasma arc thermal shock resistance of HfB2-based ultra high temperature ceramics

Two hafnium diboride based ceramic matrix composites containing 20% (volume fraction) SiC particle and with or without AlN as sintering additives were fabricated by hot-pressed sintering. The mechanical properties and microstructures of these two composites were tested and the thermal shock resistances were evaluated by plasma arc heater. The results indicate that the composite with AlN as sintering additive has a denser and finer microstructure than composite without sintering additive, and the mechanical properties, thermal shock resistance of the composite with AlN as sintering additive are also higher than those of the composite without AlN. Microstructure analysis on the cross-section of two composites after thermal shock tests indicates that a compact oxidation scale contains HfO₂ and Al₂O₃ liquid phase is found on the surface of composite with AlN, which could fill the voids and cracks of surface and improve the thermal shock resistance of composite.     

烧结温度和成分对Al_2O_3-TiC复合材料力学性能影响

以α-Al2O3粉、TiC粉为原料,采用热压烧结工艺制备了Al2O3-TiC复合材料,系统研究了烧结温度以及成分对Al2O3-TiC复合材料的组织结构和力学性能的影响规律.结果表明:α-Al2O3与TiC间没有发生化学反应,两相间具有很好的化学相容性.TiC的引入有利于提高Al2O3-TiC复合材料的力学性能.1 600℃热压烧结的Al2O3-20%TiC复合材料具有最佳的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别达到509.45 MPa和5.27 MPa·m1/2,复合材料的断裂方式主要是沿晶断裂,同时伴有穿晶断裂.     

Stainless steel binder for the development of novel TiC-reinforced steel cermets

Steel reinforced TiC composites are an attractive choice for wear resistance and corrosion resistance applications. TiC- reinforced 17-4PH maraging stainless matrix composites were processed by conventional powder metallurgy （P/M）. TiC-reinforced maraging stainless steel composites with 〉97% of theoretical density were fabricated. The microstructure, mechanical and wear properties of the composites were evaluated. The microstructure of these composites consisted of spherical and semi-spherical TiC particles. A few microcracks appeared in the composites, showing the presence of tensile stress in the composites produced during sintering. Typical properties, namely, hardness and bend strength were reported for the sintered composites. After heat treatment and aging, the increase of hardness was observed. The increase of hardness was attributed to the aging reaction in the 17-4PH stainless steel. The precipitates appeared in the microstructure and were responsible for the increase in hardness. The specific wear behavior of the composites was strongly dependent on the content of TiC particles, the interparticle spacing, and the presence of hard precipitates in the binder phase.     

载银沸石/稀土/尼龙共混物的性能

以沸石为载体,AgNO3溶液为交换液,通过离子交换法将Ag离子交换进入沸石中,制成了载银沸石,并将其与稀土添加入尼龙(PA)中共混制备了载银沸石/稀土/PA复合材料。对复合材料进行力学性能和流变性能分析。结果表明,随着添加组分质量分数的增加,改性纤维的拉伸强度降低,当载银沸石和稀土质量分数达3%时,断裂强度明显大幅度下降。共混体系的流变曲线表现出明显的切力变稀行为,表明共混体系为假塑性流体。其表观黏度随剪切速率的增大而减小,随温度升高而降低,随着添加组分质量分数的增加而减小。共混体系的非牛顿指数随添加组分质量分数增加而降低,流变性能得到改善。