Fe3Al金属间化合物多孔材料的孔隙特征

通过在Fe3Al粉末中添加挥发性造孔剂,利用粉末冶金技术制备了Fe3Al金属间化合物多孔材料,研究了其孔隙特性和成孔机理,并通过计算分析了孔隙比表面积及平均有效孔径.结果表明:随着Fe3Al多孔材料的开孔隙率不断增加,材料比表面积不断减小,平均有效孔径不断增大;通过近似计算,得出添加25%聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的试样平均有效孔径达到21.6μm,比表面积超过2000cm2·cm-3;Fe3Al多孔材料内部大孔壁上的微孔可以帮助造孔剂顺利挥发排除,也可以增加Fe3Al多孔材料比表面积和渗透性能.     

造孔剂含量对粉末冶金不锈钢多孔材料孔隙率和抗压强度的影响

利用粉末冶金法制备了不锈钢多孔材料,研究了造孔剂含量对其孔隙率和抗压强度的影响。结果表明:随着造孔剂含量的增加,不锈钢多孔材料的平均孔隙率增大、抗压强度下降;造孔剂的质量分数控制在40%～50%之间时,可在保证强度的前提下使不锈钢多孔材料具有较高的孔隙率。     

激光表面微孔化改善端面密封的摩擦学性能

采用Nd:YAG脉冲激光器在T8钢表面进行微孔化处理,模拟机械端面密封的摩擦工况,利用环-盘式摩擦试验机测试其不同载荷和速度条件下的摩擦学性能。结果表明:激光微孔化的T8钢盘表面的微孔直径为200 mm,切向间距800 mm,径向间距400 mm,孔中心深度为10 mm左右;随着载荷和速度的增大,微孔结构摩擦副和光滑摩擦副的摩擦因数都呈先减小后增大的趋势,但与光滑摩擦副相比,多孔端面密封可以将最大pv提高2.5倍。微孔可作为润滑剂存储器在摩擦过程中持续给接触面间供油,同时可捕捉摩擦面间的磨损粒子减少犁沟的形成,因而激光微孔技术是一种减小磨损、增加润滑膜的使用寿命的有效方法。     

多孔聚酰亚胺保持架材料微孔性能的影响因素

采用冷压-烧结成型工艺制备多孔聚酰亚胺保持架材料,利用高压孔隙结构仪测试多孔材料微孔参数,研究原材料、聚四氟乙烯含量、压制成型工艺及烧结成型工艺等不同因素对多孔材料微孔性能的影响,结果表明：聚酰亚胺粉粒径减小,材料微孔直径减小,孔隙率增大;聚酰亚胺粉平均分子量增大,材料微孔直径和孔隙率均减小;聚四氟乙烯含量增加,材料微孔直径和孔隙率先增大后减小,当聚四氟乙烯含量为20%时,材料微孔直径和孔隙率达到最大值;单位面积成型压力增大,材料微孔直径、孔隙率急剧减小,成型压力大于20 MPa后减小缓慢;随保温时间增加,材料微孔直径先减小后增大,孔隙率先增大后减小,可选择合适的保温时间,使材料微孔直径及孔隙率达到最佳。     

球形多孔高温合金材料的制备与性能

采用含有机物的镍基高温合金原粉,用粉末烧结法制备了球形多孔高温合金材料.利用扫描电镜观察试样的显微组织,利用Instron电子拉伸试验机测试试样的抗压强度.结果表明:试验条件下该材料的最佳烧结工艺是烧结温度1 200 ℃、保温时间1 h随炉冷却;其孔隙分布均匀,孔径大小一致;其素坯通过高温烧结,骨架处的金属颗粒之间产生了烧结颈,形成了烧结结合;其孔隙率随造孔剂(尿素)含量的增加而增加,当造孔剂含量为40%时,可得到孔隙率为81.62%的多孔材料.该材料具有优良的能量吸收性能,其压缩性能随孔隙率和孔径的增加而下降.     

气孔对氧化锆基陶瓷材料摩擦磨损性能的影响

用环-块摩擦磨损试验机在室温下研究了不同气孔率的氧化铝增强氧化锆陶瓷(ADZ)与高铬铸铁(HCCI)摩擦副的摩擦磨损性能。结果表明:在润滑介质为5%NaOH溶液和含质量分数2%SiO2颗粒的5%NaOH溶液条件下,陶瓷的摩擦因数不受气孔率的影响,陶瓷的磨损率随气孔率的增大而增加。小于临界孔径的微孔几乎不影响陶瓷的磨损,开、闭气孔的存在都对陶瓷的耐磨性有负面影响。     

腺汗式微孔结构金属陶瓷烧结体的制备及其性能

分别以TiH2和CaCO3为造孔剂,以Al2O3微细粉末为惰性弥散质点,采用液相烧结法制备出了具有汗腺式微孔结构的TiC-Fe-Cr-W-Mo-V系金属陶瓷烧结体,并分析了基体粉末粒度、造孔剂类型、烧结制度对烧结体孔隙度、孔隙结构、尺寸、分布以及压缩性能的影响。结果表明,以TiH2和CaCO3为复合造孔剂,辅以Al2O3微细粉末惰性弥散质点,在600 MPa压力下成形,于1230℃烧结60min制备出的TiC-Fe-Cr-W-Mo-V系金属陶瓷烧结体有典型的汗腺微孔结构特征,孔隙形状规则,分布均匀,孔径尺寸范围服从瑞利分布规律,且具有良好的力学性能,便于浸渍高温固体润滑剂以用作高温自润滑材料。     

镶嵌润滑剂硬质合金表面微孔结构的优化

采用电火花在硬质合金YG6表面进行微孔化处理,利用UMT球-盘式摩擦试验机测试装填MoS2固体润滑剂后的微孔表面的摩擦磨损性能。结果表明:装填固体润滑剂MoS2的微孔表面具有良好的减磨和润滑效果。研究了不同孔径、孔径向间距以及孔深等尺寸参数对摩擦磨损性能的影响,得到了优化的表面微孔结构参数。     

TiH_2对铁基含油轴承材料摩擦磨损性能的影响

为提高铁基含油轴承材料的力学和摩擦学性能,通过球磨含造孔剂TiH_2的铁基混合粉末,制备孔隙、性能可控的铁基含油轴承材料,利用HDM-20端面摩擦磨损试验机对其摩擦磨损性能进行评价。结果表明:在铁基含油轴承材料中添加适量的TiH_2可有效调控孔隙率,同时生成硬质相,增大材料的硬度,满足材料含油自润滑性能和力学性能要求;当TiH_2质量分数为1%时,轴承材料综合力学性能和摩擦学性能较好。     

互穿网络式高温自润滑材料摩擦磨损性能研究

模拟生物体汗腺结构特征,以硬脂酸、TiH2和CaCO3的复合体为造孔剂,采用真空烧结法制备出互穿网络式微孔结构的TiC/FeCrWMoV金属陶瓷烧结基体,并在高温真空压力下浸渗Pb-Sn-RE系高温固体润滑剂得到高温发汗自润滑金属陶瓷.采用高温摩擦磨损试验机考察了其摩擦磨损性能,运用扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)分析磨损表面成分、形貌和结构,探讨高温摩擦磨损机制.结果表明: 该自润滑复合材料硬质相与润滑相互相贯穿成网络状,在较宽的温度范围内具有良好的自润滑性能,特别是在400～700 ℃试验温度范围内,具有较低的摩擦因数(平均摩擦因数为0.26～0.29)和较低的磨损率(6.3×10-6～9.6×10-6 mm3/(N·m)).由于摩擦应力及摩擦热的作用,该类材料在高温下在磨损表面形成复合润滑膜(由PbMoO4、PbO、Ag2WO4和Ag3Sn等组成)是其具有良好自润滑性能的主要原因.     

纳米二氧化硅对锂基润滑脂摩擦学性能的影响

利用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为原料制备了纳米二氧化硅微粒,通过透射电子显微镜对其结构进行了表征,利用四球摩擦磨损试验机测定了添加不同含量纳米二氧化硅锂基润滑脂摩擦学性能,采用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌。结果表明:制备的纳米二氧化硅是粒径为60 nm左右的球形微粒,具有很高的表面能和表面活性;纳米二氧化硅作为锂基润滑脂添加剂能够提高最大无卡咬负荷和烧结负荷,降低摩擦因数,添加量为2.0%(质量分数)时的润滑剂性能最好,相对应的钢球磨斑直径最小,摩擦因数最低。     

渗氮GCr15钢在含氮硼酸酯添加剂润滑油作用下的摩擦学性能

针对提高滚动轴承使用寿命的问题,提出离子渗氮处理与添加剂结合的解决办法。用等离子渗氮炉在GCr15轴承钢表面制备了渗氮层,并用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM )、X射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)和显微硬度计观测了渗层的形貌、相结构和硬度变化。利用四球摩擦磨损试验机对比考察渗氮钢和未渗氮钢在含氮硼酸酯润滑条件下的摩擦学性能,并用X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscope, XPS)分析摩擦反应膜的成分与化学结合态。结果表明,渗氮层与润滑油添加剂之间发生了意想不到的良好交互作用,渗氮钢在质量分数为1.25%氮硼酸酯的润滑条件下表现出最低的摩擦因数和磨斑直径,比未渗氮钢分别降低了34%和45%;分析证明,渗氮层的摩擦表面生成了高BN质量分数的摩擦反应膜是获得优异摩擦学性能的主要原因,而在未渗氮钢摩擦表面未检测到BN。     

小孔径窄分布型多孔聚酰亚胺保持架材料的制备及性能

采用冷压-烧结工艺制备小孔径窄分布型多孔聚酰亚胺保持架材料,对该材料的微孔结构、拉伸强度、邵氏硬度、摩擦学性能、含油性能、跑合性能进行试验研究,结果表明:多孔聚酰亚胺保持架材料孔隙率为17.3％时,材料的孔直径为1.08μm,孔占比达到70.1％,拉伸强度为78.3 MPa,含油保持率为94.9％,均比传统材料优异;该...     

石墨烯/MoS2复合涂层多环境下的摩擦学性能

以MoS2作为润滑剂,以石墨烯(GE)作为润滑添加剂,采用喷涂法在GCr15钢样片表面制备不同含量的GE/MoS2复合涂层.利用HSR-2M型高速往复式摩擦磨损试验机测试涂层在干摩擦及海水环境中的摩擦磨损性能,并分析了磨痕形貌及磨损机制.结果表明:添加适量石墨烯可明显改善MoS2涂层的摩擦磨损性能,且海水环境中涂层的摩...     

Frictional Characteristics of Quasicrystals at High Temperatures

AlCuFe quasicrystal coatings were deposited by unbalanced magnetron sputtering for study of their friction and wear properties at high temperatures. It has been shown that growth and annealing conditions can be controlled to produce icosahedral quasicrystal or the approximant cubic phase. The comparison of friction and wear properties between quasicrystal and an approximant with nearly the same stoichiometry permits assessment of the unique quasicrystalline structure for tribological applications. The goals of this study are to determine how crystal structure influences tribological properties and to study the general friction and wear behavior of quasicrystals. Tribological properties were evaluated using a pin-on-disk tribometer and crystal structure was characterized using an X-ray diffractometer. The tests specimens were 10 m thick films deposited on a 1 diameter steel disk and a 1/4 diameter steel ball. Data was collected over a range of temperatures from room to 600°C. Friction coefficients and wear rates of quasicrystals and approximants were nearly identical for room temperature tests. The wear process generated Al, Cu, Fe, and oxide debris on the side of the track, but overall wear was mild. The friction coefficient of the icosahedral phase was 25% lower than the cubic phase at 150 thru 450°C. Generally, only moderate differences in the friction and wear properties were observed between the icosahedral quasicrystal phase and the cubic phase.     

水溶性噻二唑衍生物的合成及其摩擦学性能研究

合成一种新型水溶性噻二唑衍生物,采用红外光谱仪对其结构进行表征,采用SRV摩擦磨损试验机考察其在三乙醇胺水溶液中的摩擦学性能,采用表面轮廓仪及扫描电子显微镜观察磨斑表面形貌。SRV摩擦实验结果表明,该添加剂能显著改善三乙醇胺基础液的抗磨减摩性能,并能有效避免疲劳磨损;XPS结果显示,添加剂通过与摩擦副表面的摩擦反应生成FeS及Fe2O3等反应膜,起到极压抗磨的效果;同时该添加剂还具有很好的抑制铜片腐蚀的性能,是一种环境友好的多功能润滑添加剂。     

碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料摩擦磨损性能及抗摩擦静电特性研究

利用真空热压烧结技术制备了不同碳纤含量的碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料,采用热导率分析仪和热重测试仪对材料的热学性能进行表征,并利用多功能摩擦磨损试验机、三维形貌轮廓仪、扫描电子显微镜和摩擦静电计对材料的摩擦磨损性能和抗摩擦静电性能进行分析。分析结果表明：随着CF添加量的增加,复合材料摩擦因数、磨损率和摩擦静电电压先降低后升高,当CF添加量(质量分数)为20%时,摩擦因数、磨损率和摩擦静电电压达到最低,分别为0.247、5.6×10^-6 mm/(N·m)和3.3 V,证明此种方法制备的20%CF/PEEK材料具有优异的摩擦磨损性能和抗静电性能。CF/PEEK复合材料磨损机理以黏着磨损为主,并且伴随着轻微的磨粒磨损。     

二维层状Ni/β-Ni(OH)2纳米复合材料的制备及其摩擦学性能研究

采用水热反应制备出β-Ni(OH)2,然后通过水热还原得到Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体材料,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的相结构、成分及形貌进行表征分析。采用四球摩擦磨损试验机评价制备的Ni/β-Ni(OH)2作为润滑油添加剂的摩擦学性能,基础油为PAO6。摩擦试验后,采用SEM分析典型试验钢球磨斑的表面形貌,利用能谱仪(EDS)研究磨斑表面化学元素的组成,探讨Ni/β-Ni(OH)2纳米复合润滑添加剂的减摩抗磨机制。结果表明:Ni/β-Ni(OH)2纳米复合材料作为润滑添加剂具有极好的减摩抗磨性能,显著优于基础油PAO6和未负载纳米Ni的二维β-Ni(OH)2层状材料;与基础油相比,添加0.1%质量分数Ni/β-Ni(OH)2添加剂的油样的摩擦因数和磨斑直径分别降低了17.6%和41.5%;Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体综合了纳米Ni及层状β-Ni(OH)2两部分结构特性,在摩擦过程中,复合材料中的纳米金属粒子Ni与层状结构材料β-Ni(OH)2能够相互增强起到协同润滑作用。     

油溶性异辛氧基硼酸锌在菜子油中的摩擦学性能研究

合成了含硼及锌润滑油添加剂——异辛氧基硼酸锌(ZnOB)。采用四球摩擦磨损试验机评价了其摩擦学性能。结果表明:在菜子油(RO)中加入异辛氧基硼酸锌以后,其承载能力明显提高,磨斑直径和摩擦因数均明显降低。从磨斑表面XPS分析结果可以推断,添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学降解反应,生成的产物ZnO和B2O3沉积在摩擦表面而起到润滑作用,从而改善抗磨减摩性能。     

Tribological Behaviors of Lubricants Modified Nanoporous Anodic Alumina Film

A uniform closely packed hexagonal array of porous anodic alumina (PAA) film with an average pore diameter of ~100 nm and a pore height of ~330 nm was obtained by anodizing in oxalic acid solution. Low surface energy molecules of perfluoropolyether (PFPE) and octadecyltrichlorosilane (OTS) were used to enhance the hydrophobicity of the PAA and aluminum (Al) surface. The tribological performances were investigated in detail. The results showed that the static friction coefficient of PAA was much lower than that of smooth Al, which could be due to the higher hardness of the PAA than that of Al. PAA modified with PFPE was characterized by lower friction coefficient and longer wear life as compared with bare Al, PAA, and PAA modified with OTS. This is caused by the combined effects of flexibility, mobility, and inherent lubricity of PFPE molecules and the nanoporous structure of PAA as a reservoir for lubricants and wear particles.