MoS2/Al薄膜涂层磨损性能研究

采用磁控溅射法在304不锈钢表面制备双元复合涂层MoS₂/Al。采用EDS、扫描电子显微镜(SEM)、三维表面轮廓仪、摩擦磨损试验机等设备对涂层的摩擦学行为进行研究。结果表明,涂层的平均摩擦系数随着载荷的升高呈现下降趋势。载荷为2N时涂层的摩擦系数最高,达到0.34左右,载荷为20N时涂层的摩擦系数最低,约为0.21。对比单元MoS₂涂层可以发现,铝元素的加入提高了涂层的韧性与涂层的摩擦性能,MoS₂/Al复合涂层的破坏机制主要为裂纹的萌生和涂层的片状剥落。     

Al2O3单晶镜片精密磨削加工工艺研究

分析硬脆性材料磨削的特点与难点,介绍目前精密磨削硬脆性材料的三种常用加工技术。通过研究实现硬脆性材料精密磨削条件,结合Al2O3精密磨削试验,提出大尺寸Al2O3单晶镜片精密磨削的加工工艺参数和方法。     

Al2O3基高强度透气性陶瓷材料的研制

采用在Al2O3基体中加入NCP成孔剂的方法制备Al2O3基高强度透气性陶瓷材料,并对其性能进行了研究.结果表明加入适量NCP成孔剂,可以制得透气性好且强度高的透气性材料,可以用于一些透气性模具的制造.所研制材料的透气度及强度与预烧温度、烧结温度及酸处理条件等密切相关,材料强度高的原因主要是由于材料中气孔形状比较理想,且分布细小均匀,n值较低.当预烧温度1 42L/(m·Mpa·s),抗弯强度为251.0MPa.400℃,烧结温度1 480℃,酸处理时间为40h时,材料的综合性能较佳,透气度为0.042L/(m·Mpa·s),抗弯强度为251.0MPa.     

Al2O3-13%TiO2/铁基非晶合金复合涂层的室温摩擦磨损行为

利用等离子喷涂技术制备含质量分数15%Al₂O₃-13%TiO₂陶瓷相的Fe₄₅Cr₁₆Mo₁₆C₁₈B₅铁基非晶合金复合涂层并进行销盘式摩擦磨损试验,通过与铁基非晶合金涂层进行对比,研究了复合涂层在不同载荷(20,30,50 N)和销轴转速(300,500,800 r·min^-1)下的摩擦磨损行为,分析了其磨损机制。结果表明：当销轴转速为300 r·min^-1时,不同载荷下复合涂层的磨损率较铁基非晶合金涂层降低近50%,复合涂层的磨损机制随着载荷的增大由磨粒磨损转变为疲劳磨损;当载荷为30 N时,复合涂层的磨痕深度与磨损率随销轴转速的增加先增大后减小,均在转速为500 r·min^-1达到最大,在销轴转速为500 r·min^-1和800 r·min^-1时复合涂层均表现为黏着磨损。     

MoS2涂层与CuAl10Fe3之间的摩擦性能研究

通过磁控溅射工艺将MoS₂制备在钢轴上,将该轴与CuAl10Fe₃铝青铜轴套一起安装到试验机上,在轴和轴套之间的间隙通过一定时间的润滑油后断油,然后试验对磨件在启动状态和乏油持久运行状态的摩擦性能。试验结果显示,对于启动和乏油持久运行两个工作条件,对磨件都具有较低的摩擦因数。     

原位反应法制备Al2O3/Cu复合材料的工艺研究

将自蔓延和传统铸造方法相结合,制备原位Al2O3颗粒增强铜基复合材料。研究原料配比、反应温度、预制片成型压力以及混粉时间等参数对复合材料组织的影响。结果表明,最佳的工艺参数为:铝粉与氧化铜粉的质量比为2∶1,铜粉加入量为5%(质量分数);预制片成型压力为12 MPa;浇注温度为1 120℃,混粉时间为30 min。     

基于正交试验的Al2O3陶瓷激光铣削试验

Al2O3陶瓷激光铣削工艺受多种因素影响。基于正交试验方法优化陶瓷激光铣削参数组合,采用极差分析得到了各因素对铣削深度的影响程度大小,并以此为基础优化工艺参数,进行Al2O3陶瓷圆形型腔的激光铣削试验。结果表明:各因素对激光铣削深度的影响大小顺序依次为激光功率、扫描速度、搭接量、离焦量。采用优化后的工艺参数进行加工,单层铣削深度可达到0.4mm,铣削效果令人满意;未吹除的表面熔渣大大增加了加工件表面粗糙度,应增加辅吹气体气压来改善加工件表面质量。     

α-Al2O3/石墨/双马来酰亚胺自润滑复合材料的研究

采用浇铸成型法制备了α-Al2O3/石墨/双马来酰亚胺自润滑复合材料,考察了α-Al2O3的含量和粒径对复合材料摩擦学性能的影响,用扫描电镜对磨损形貌和磨屑进行了分析,并对其磨损机制进行了探讨.结果表明α-Al2O3颗粒大小对摩擦系数、磨损量以及磨损机制有显著影响,含1500目α-Al2O3复合材料的摩擦学性能比含1200目α-Al2O3复合材料的要好得多.     

不同含量Al2O3微粒改性环氧树脂复合材料的导热和导电特性

利用溶液共混法制备不同质量分数(10%～40%)微米级Al₂O₃颗粒改性环氧树脂复合材料,研究了Al₂O₃微粒含量对复合材料导热和导电特性的影响。结果表明：当Al₂O₃微粒质量分数为10%和20%时,微粒在基体中分散良好,随着Al₂O₃微粒含量增加,微粒相互接触并出现团聚结块现象;随着Al₂O₃微粒质量分数由10%增加到40%,复合材料在室温下的热导率由0.30 W·m^-1·K^-1增加到1.11 W·m^-1·K^-1,玻璃化转变温度由115.44℃升高到122.89℃,线膨胀系数由56.86×10^-6 K^-1降至34.86×10^-6 K^-1,电阻率由4.27×10¹⁰Ω·cm降...     

钴包覆纳米Al2O3/TiCp复相陶瓷的力学性能及其增韧机制

利用钴包覆的纳米Al2O3和TiC粉料采用热压烧结法制备了抗弯强度为782MPa、断裂韧度为7.81MPa·m 1/2的复相陶瓷材料,并建立了该种材料的显微结构示意图,从界面的角度分析了力学性能提高的原因.观察材料的断口形貌发现形成了晶内型结构,并观察到了裂纹的扩展路径以及裂纹的分叉、偏转、桥联等现象.     

烧结助剂Al2O3-Y2O3添加量对无压液相烧结TiC陶瓷结构与性能的影响

在1 850℃下采用无压液相烧结工艺制备TiC陶瓷,研究了烧结助剂Al₂O₃-Y₂O₃(二者物质的量比为1.5)质量分数(0,6%,8%,10%)对TiC陶瓷结构和性能的影响。结果表明：添加烧结助剂后TiC陶瓷中存在TiC相、YAM(Y₄Al₂O₉)相和YAG(Y₃Al₅O₁₂)相;随着烧结助剂质量分数由0增加到10%,陶瓷的相对密度由94.50%增加到97.86%,开口气孔率由0.77%下降到0.21%,YAM相与YAG相增多并逐渐发生聚集,断裂韧度、维氏硬度与抗弯强度均先升高后降低,当烧结助剂质量分数为6%时,断裂韧度和维氏硬度最大,分别为6.2 MPa·m^1/2和19 GPa,当烧结助剂质量分数为8%时,抗弯强度最大,为524 MPa;陶瓷的电阻率均在1.00×10^-6～2.00×10^-6Ω·m,烧...     

粘结MoS2固体润滑涂层的转动微动磨损特性

采用粘结法在LZ50钢表面制备MoS2固体润滑涂层,研究MoS2涂层及LZ50钢基体在干态不同角位移幅值下的转动微动磨损行为。在分析转动微动动力学特性的同时,结合光学显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱仪以及轮廓仪对磨痕形貌进行微观分析。结果表明:涂层和基体的转动微动运行区域仅呈现部分滑移区(Partial slip regime,PSR)和滑移区(Slip regime,SR),未观察到混合区。涂层改变基体的微动运行区域,使得PSR缩小,SR运行区域向小角位移幅值方向移动。由于MoS2涂层的固体润滑作用,涂层的摩擦因数在整个试验过程都明显低于基体。在PSR,涂层损伤轻微;在SR,涂层的转动微动磨损机制主要表现为剥层和摩擦氧化。研究表明粘结MoS2固体润滑涂层具有明显的防护作用,显著降低LZ50钢的转动微动磨损。     

铝合金表面纳米Al2O3-40%TiO2复相陶瓷涂层力学与摩擦学性能

为提高铝合金零部件的耐磨性能,运用等离子喷涂技术在7005铝合金表面制备纳米Al2O3-40%TiO2(NAT40)复相陶瓷涂层,分析该涂层的微观结构,测试其主要力学性能,研究其在干摩擦和3.5%NaCl溶液中的摩擦行为与机制。结果表明:NAT40涂层的显微硬度为638.6 HV0.5,断裂韧度为13.3 MPa.m1/2,与基体的临界结合力达到80.35 N,均高于微米Al2O3-40%TiO2(MAT40)涂层。干摩擦时,随着载荷从3 N增大至12 N,NAT40涂层的摩擦因数从0.20上升至0.32,其磨损失重也从1.3 mg增大到2.2 mg;轻载3 N时,涂层以微观切削磨损为主,而在重载12 N条件下,磨损表面闪温计算值达到541.65℃,导致涂层的强度和硬度下降,磨损机理变为多次塑变磨损、粘着磨损和氧化磨损。在3.5%NaCl溶液摩擦环境中,NAT40涂层在相同载荷条件下的摩擦因数较干摩擦时显著降低,但重载(12 N)时,其磨损失重却比干摩擦时增加22.7%;随着载荷的增加,涂层的磨损机理由疲劳磨损转变为应力腐蚀磨损。     

Sb-SnO2掺杂量对Al2O3-13%TiO2复合陶瓷涂层抗结垢性能的影响

以Al₂O₃-13%TiO₂(AT13)和纳米掺锑SnO₂(Sb-SnO₂)粉体为原料,采用等离子喷涂工艺在4145H合金钢基体表面制备了掺杂不同质量分数(0～16%)Sb-SnO₂的AT13复合陶瓷涂层,研究了复合陶瓷涂层的表面性能、微观形貌、显微硬度、结合强度以及在地层采出水中的抗结垢性能,并与电镀铬层和未处理4145H合金钢进行对比。结果表明：与电镀铬层和未处理4145H合金钢相比,复合陶瓷涂层的水接触角较大,表面能较低,随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,水接触角基本呈先增大后减小的趋势,表面能先减小后增大;复合陶瓷涂层具有大量的孔隙;随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,硬度整体呈降低趋势,但均高于4145H合金钢和电镀铬层,单位面积结垢质量先减小后增大;掺杂质量分数10%Sb-SnO₂的复合陶瓷涂层具有最大的水接触角、最小的表面能、最小的单位面积结垢质量,平均结合强度为25.7 MPa。     

纳米Al2O3填充LDPE/POM复合材料的力学和摩擦性能研究

采用挤出混合与注塑成型制备出不同含量的纳米Al2O3填充LDPE/POM复合材料,并进行力学和摩擦磨损性能实验。结果表明,随着纳米Al2O3的增加,LDPE/POM复合材料的缺口冲击性能先提高后降低,其中添加8%纳米Al2O3后复合材料的缺口冲击强度提高了近3倍;添加Al2O3纳米粒子后增加了复合材料的摩擦因数,但对耐磨性影响不大。由于纳米Al2O3作为刚性粒子可以提高材料的硬度,因此复合材料仍表现出良好的耐磨性;然而纳米粒子在摩擦表面富集,产生了犁沟现象,因此提高了材料的摩擦因数。     

镶嵌MoS2的Al2O3/TiC基陶瓷刀具材料微孔表面摩擦磨损性能研究

采用Nd:YAG激光器在Al2O3/TiC陶瓷刀具材料表面加工出不同密度的微孔,并涂覆填装MoS2固体润滑剂,在UMT-2摩擦磨损试验机上进行往复摩擦试验,研究其在不同载荷和速度下的摩擦磨损性能,通过白光干涉仪、光学显微镜和扫描电镜观察激光织构化后表面特征和磨损后表面形貌。结果表明:激光织构化后,陶瓷材料表面发生了氧化;在相同的实验条件下,与光滑表面相比较,填装MoS2固体润滑剂的微孔表面能够有效地降低摩擦因数,减小磨损率。这主要是由于填装在微孔中的润滑剂在摩擦作用下涂覆到基体表面,形成润滑膜,起到减摩降磨作用,同时激光加工后微孔周围凸起及氧化后形成的摩擦特性优良的TiO2也能起到良好的减摩降磨效果。通过对磨损形貌分析,光滑表面磨损较为严重,有大量的犁沟产生,主要的磨损形式为磨粒磨损及脆性断裂;微孔表面磨损较为轻微,其主要磨损发生在微孔周围。     

氢气气氛下两步法无压烧结制备Al2O3半透明陶瓷

在氢气气氛下,尝试采用两步法无压烧结技术制备了致密且晶粒尺寸较小的Al2O3半透明陶瓷。结果表明:第一步烧结温度T1和第二部烧结温度T2的范围分别为1 650～1 750℃和1 600～1 650℃;在T1,T2分别为1 750,1 650℃烧结试样的力学性能较一步烧结的有了大幅提高,其光学性能达到了灯管的要求。     

载流下MoS2/Ag纳米复合薄膜摩擦学性能

MoS₂基纳米复合薄膜具有良好的摩擦学性能,但较差的导电性能限制了其在载流条件下作为润滑材料的应用。为提高MoS₂基纳米复合薄膜的导电性能,采用非平衡磁控溅射系统沉积2种不同Ag含量的MoS₂/Ag纳米复合薄膜,并在不同的电流条件下研究MoS₂/Ag纳米复合薄膜与GCr15钢球对摩时的摩擦学性能。结果表明：在载流下2种MoS₂/Ag纳米复合薄膜表现出相似的摩擦性能,而低掺杂MoS₂/Ag薄膜具有更佳的耐磨性能,这归因于低掺杂MoS₂/Ag薄膜具有较好的力学性能;无载流时,MoS₂/Ag纳米复合薄膜在摩擦过程中生成的氧化物颗粒增加了磨损、降低了润滑性,磨损机制主要为磨粒磨损;电流小于0.5 A时,电流促进了转移膜形成,使得摩擦因数降低,但磨损率增加,磨损机制主要为黏着磨损;当电流大于0.5 A时,由于电弧烧蚀加速了薄膜的磨损,磨损机制主要为磨粒磨损、黏着磨损和电弧腐蚀磨损。     

In2O3-Mn2O3复合纳米棒的两步水热法合成及其在氢气传感器中的应用

文中以In(NO₃)₃·4.5H₂O为铟源,KMnO₄为锰源,PVP为添加剂,分别以水和无水乙醇为溶剂,通过两步水热法成功合成了In₂O₃-Mn₂O₃复合纳米棒。采用XRD、SEM、XPS对复合材料的物相组成、微观形貌和元素价态进行了表征和分析,并将In₂O₃-Mn₂O₃复合材料组装成气敏传感器元件进行氢气的气敏性能研究。结果表明,相比于In₂O₃,In₂O₃-Mn₂O₃传感器的最佳工作温度降低至325℃,且In₂O₃-Mn₂O₃传感器在重复性实验中对氢气具有高灵敏度,优异的选择性、重复性和稳定性。复合材料表面...     

T8钢/Al2O3陶瓷副极压抗磨减摩添加剂的协同效应研究

利用Falex摩擦磨损机考察了T8钢/Al_2O_3。陶瓷摩擦副在油性剂T451与极压抗磨剂T306作用下的摩擦学性能:用扫描电子显微镜(SEM)观察试销表面磨损状态;采用俄歇电子能谱仪分析了摩擦表面元素化学成分。结果表明:T8钢/Al_2O_3陶瓷摩擦副在T451、T306复配作用下表现出良好的减摩抗磨协同作用;随着T451质量分数的增加,其减摩抗磨性能增强,而随着T306质量分数的增加,其减摩抗磨性能减弱。在已完成的试验方案中,最佳的复配比例为:2％T451 1％T306。AES分析表明T451与T306复配时产生协同作用的主要原因为油性剂T451的存在使T8钢试销摩擦表面形成厚的富磷层。在文中的试验条件下,T8钢/Al_2O_3摩擦副的磨损形式为磨料磨损和摩擦化学(腐蚀)磨损。