稀土Ce接枝碳纳米管-碳纤维多尺度增强体对环氧树脂基复合材料界面性能的影响

将马来酰亚胺官能化的多壁碳纳米管(CNTs)和碳纤维(CF)混合并通过CeCl₃处理,得到CNTs-CF多尺度增强体,采用FTIR、XPS、SEM对增强体的表面物理化学状态进行表征;以环氧树脂(EP)为基体,通过模压法制备CNTs-CF/EP复合材料,对其力学性能和断口形貌进行分析,探讨CNTs-CF多尺度增强体对CNTs-CF/EP复合材料界面性能的影响。结果表明:通过Ce的桥接作用,可以将改性后的CNTs化学接枝在CF表面,以同时解决CF与树脂基体间界面结合弱及CNTs不易分散的问题,有效改善了增强体与基体间的界面性能。因此CNTs-CF/EP复合材料的拉伸强度和杨氏模量较CF/EP复合材料分别提高了36.76%和71.57%;较CeCl₃改性CF(RECF)/EP复合材料分别提高了24.79%和52.17%。采用稀土Ce的化学接枝法成功制备出CNTs-CF多尺度增强体,为获得高级轻质树脂基复合材料提供了一种环境友好的新方法。      

高温塑性变形摩擦磨损试验方法的研究

为适应热作模具的高温塑性变形摩擦磨损的研究和为热作模具选材提供依据,建立了高温塑性变形摩擦磨损试验方法。对热作模具钢5CrMnMo,4Cr5MoV1Si和3Cr2W8V的高温塑变抗磨性能进行了评定,同时用环型试验测定了在无润滑和水剂石墨润滑条件下的高温塑性变形摩擦系数。高温塑变抗磨性能评定结果与 Thomas,Dennis等人所测定的结果较好地吻合,同时还与汽车配件七厂的热锻模寿命试验结果较接近。借助于扫描电镜对磨损表面的形貌分析,对5CrMnMo,4Cr5MoV1Si,3Cr2TW8V的高温塑变抗磨性能进行了初步讨论。     

P110套管冷矫残余应力模拟分析

残余应力是影响套管抗挤强度的主要因素之一，为了分析矫直对套管残余应力分布的影响，应用有限元分析软件Marc建立了P110套管冷矫模型，通过模拟计算，得到了套管截面环向残余应力分布状况，将模拟结果与实际测量结果进行了对比。模拟的结果表明经过冷矫的套管存在很大的残余应力。     

稀土改性剂处理对芳纶／环氧复合材料层间剪切强度的影响

分别采用稀土改性剂（RES）和环氧氯丙烷（ECP）接枝改性方法对F-12芳纶纤维表面进行改性处理，探讨了RES浓度对于芳纶／环氧复合材料层问剪切强度（ILSS）的影响，初步分析了RES对于F-12芳纶纤维表面作用的机理，应用SEM对复合材料层问剪切断口进行分析，并考察了稀土改性剂处理对于纤维强度的影响。实验结果表明：采用RES进行表面改性处理，稀土元素通过配位化学反应，能够提高芳纶纤维表面活性基团的浓度，从而提高芳纶纤维和环氧树脂基体的界面结合力；当稀十元素含量（ω,％）为0．5时，复合材料的层问剪切强度最好；稀土改性剂处理对于纤维本身的强度几乎没有影响。     

稀土元素在碳氮共渗过程中的作用

渗碳和碳氮共渗工艺已经应用几十年了，对保证汽车、拖拉机、石油、化工、矿山等各类机械零件的质量超到十分重要作用。气体渗入法虽有许多优点，如碳势可控，渗后直接淬火等，但是，其生产周期较长，能源消耗大，因此生产率较低。在当前，材料和能源处于紧张时期，随着机械工业的发展，渗碳和碳氮共渗工艺的应用也正在迅速扩大，这种矛盾越来越显得尖锐，因此，十分有必要开展优质快速渗碳和碳氪共渗新工艺的研究工作。     

稀土元素对38CrMoAl钢氮化过程催渗和性能的影响

本文研究了在气体氮化过程中添加微量稀土元素对渗入动力学过程和性能的影响。试验结果表明：稀土对38CrMoAl钢氮化过程有显著的活化催渗作用,渗速提高25%～30%;耐磨性和弯曲疲劳强度有提高;电子探针证实,在氮原子子渗入的同时,稀土La作为活性组元也渗入了钢的表层,起微合金化作用,改善了钢的性能。     

Tensile Properties of Surface-Treated Glass Fiber Reinforced PTFE Composite with Rare Earth Elements

The optimum amount of rare earth elements (RE) for treating glass fiber surface and its effect on the tensile properties of glass fiber reinforced polytetrafluoroethylene (GF/PTFE) composites were investigated. The tensile properties of GF/PTFE composites with different surface treatment conditions were measured. The fracture surface morphologies were observed and analyzed by SEM. The results indicate that rare earth elements can effectively promote the interfacial adhesion between the glass fiber and PTFE, owing to the effects of rare earth elements on the compatibility. The tensile properties of GF/PTFE composites can be improved considerably when the content of RE in surface modifier is 0.2%-0.4%,and the optimum performance of GF/PTFE composites is obtained at 0.3 % RE content.     

Evaluation of Tribological Performance of PTFE Composite Filled with Rare Earths Treated Carbon Fibers under Water-Lubricated Condition

Carbon fibers （CFs） were surface treated with air-oxidation, rare earths （RE） after air-oxidation, and rare earths, respectively. Erichsen test was conducted to study the interfacial adhesion of PTFE composites filled with carbon fibers treated with different treatment methods. Tribological properties of the PTFE composites, sliding against GCr15 steel under water-lubricated condition, were investigated on a reciprocating ball-on-disk UMT-2MT tribometer. The worn surfaces of the composites were examined using scanning electron microscopy. Experimental results reveal that RE treatment is superior to air oxidation in promoting tribological properties of CF reinforced PTFE （CF/PTFE） composite. The friction and wear properties of PTFE composite filled with RE treated CF are the best of the PTFE composites. RE treatment is more effective than air oxidation to improve the tribological properties of CF/PTFE composite owing to the effective improvement of interfacial adhesion between carbon fibers and PTFE matrix.     

减振器活塞杆摩擦热分析及温度与硬度的关系

针对汽车减振器活塞杆发生偏磨以及偏磨面与未偏磨面交界处淬硬层减薄的情况,用有限元方法分析了活塞杆瞬态温度场,获得达到稳态状况下活杆偏磨磨段平均温度为65℃。通过闪点温度的计算得到活塞杆偏磨表面的特征温度为261℃。本文分析了偏磨面边缘硬度降低与活塞杆偏磨表面湿度的关系,认为高频淬火的集肤效应使得活塞杆亚表层组织未能完全转变为马氏体,回火稳定性差,偏磨面边缘因受摩擦热的影响引起了回火软化现象,导致了偏磨面与未偏磨面的边缘淬硬层减薄。而最表层由于获得完全细化的马氏体组织,拥有较好的回火稳定性,与未偏磨面磨面与未偏磨面的边缘淬硬层减薄。而最表层由于获得完全细化的马氏体组织,拥有较好的回火稳定性,与未偏磨面表层硬度相当。