ZnO-GO杂化材料的制备及其增强无机粘结陶瓷涂层摩擦学性能的研究

目的 通过制备氧化锌-氧化石墨烯(ZnO-GO)杂化材料并植入陶瓷涂层中,提升氧化石墨烯与涂层界面的结合强度,从而提高涂层的显微硬度和耐磨性.方法 利用一种简单的水热法制备了ZnO-GO杂化物,并通过X射线衍射分析(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱和扫描电子显微镜(SEM)对纳米杂化材料进行表征.此外,使用溶胶凝胶法在不锈钢上制备添加不同含量ZnO-GO杂化材料的磷酸盐陶瓷涂层(CBPCs).通过磨损试验研究陶瓷涂层的磨损行为,并观察涂层的磨损形貌,探讨ZnO-GO涂层的磨损机理.结果 X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)的分析结果表明,ZnO成功修饰在GO表面.ZnO-GO陶瓷涂层均匀致密,平均厚度为150μm,显微硬度为163.5～233.1 HV.在载荷为10 N、往复频率为1 Hz,持续时间为30 min的摩擦条件下,ZnO-GO复合涂层与氮化硅小球对磨的摩擦系数为0.62～0.52,磨损率为3.819×10–4～0.943×10–4 mm3/(N·m).随着含量的增加,摩擦系数下降,磨损率也减少.结论 氧化锌-氧化石墨烯杂化材料的添加可显著提升陶瓷涂层的显微硬度,并降低涂层的磨损率.     

氧化石墨烯接枝碳纤维及其树脂涂层在不同载荷下的摩擦学性能

目的 提升碳纤维(CF)在水性聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂涂层中的界面性能,从而使PAI复合涂层获得优异的摩擦学性能.方法 以硅烷(KH550)为偶联剂,制备氧化石墨烯(GO)化学接枝CF增强体(CF&GO),研究CF接枝前后的热稳定性和添加CF&GO的PAI复合涂层在不同载荷下的摩擦学行为和磨损机理.利用红外光谱仪(F...     

碳纳米管的功能化处理及其对胶黏陶瓷涂层抗腐蚀性能的影响

目的 改善碳纳米管的分散性能,提高A4钢涂层的抗腐蚀性能。方法 用化学改性和物理改性相结合的办法,对多壁碳纳米管进行了功能化处理,并通过傅里叶红外光谱仪（FTIR）、透射电镜（TEM）、热重分析仪（TGA）对功能化碳纳米管进行相关表征。将改性后的碳纳米管植入陶瓷涂层中,制得不同碳纳米管含量的增强陶瓷涂层（CRPCC）,并通过电化学试验深入探讨了碳纳米管增强陶瓷涂层的耐腐蚀性能。结果 处理后的多壁碳纳米管分布更均匀,缠结现象显著改善。功能化后的碳纳米管表面成功引入表面活性剂,侧壁的含氧基团占比20%左右。电化学试验表明,碳纳米管的植入有效降低了基体涂层结合处因腐蚀产生的Cl、O元素的含量,且腐蚀后CRPCC与基体的界面形貌良好。腐蚀后期,阻抗模值高达106 kΩ?cm2,防护效率高达94%。结论 对碳纳米管进行混合改性有助于提高其分散性,向涂层中植入碳纳米管,可以提高涂层的抗腐蚀性能。     

改性碳纤维的制备及其增强PTFE复合涂层摩擦学性能

以磷酸二氢铝(AP)为粘结剂,采用喷涂-热固法制备的聚四氟乙烯(PTFE)复合涂层硬度不高,抗磨性能差, 填充碳纤维(CF)能显著改善涂层的综合性能。 为提高 CF 与涂层界面强度,通过双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(Si69)偶联剂对 CF 表面进行改性处理,制得改性碳纤维(MCF)。 利用 FTIR、EDS 和 SEM 对改性前后 CF 的组成、元素及形貌进行表征。 利用摩擦磨损试验机和扫描电子显微镜对填充不同 MCF 含量的 PTFE 复合涂层的摩擦学性能进行研究。 结果表明:Si69 偶联剂成功接枝到 CF 表面,使得 CF 表面粗糙化,增强了碳纤维与复合涂层界面结合强度; MCF 能显著改善涂层摩擦学性能,且随着 MCF 的含量增加,涂层的硬度和耐磨性能明显提高;涂层的摩擦因数随着 MCF 含量的增加有所增大,在涂层中填充质量分数为 4% 的 MCF 时,涂层综合摩擦学性能最好,其硬度达到 12. 5 HV, 摩擦因数为 0. 091,磨损率仅为 2. 24×10^-4 mm³ / (N·m),且涂层表面均匀致密。     

碳纳米管增强胶黏陶瓷涂层的制备及性能表征

利用溶胶凝胶法制备了胶黏陶瓷涂层,为了提高涂层的综合性能,在涂层中添加了少量的羟基化碳纳米管.对涂层的形貌、显微硬度、摩擦磨损特性进行了分析,结果表明:添加碳纳米管的涂层光滑平整且碳纳米管在涂层中分散均匀;添加0.3wt％碳纳米管的涂层,显微硬度达到最大值750 HV,碳纳米管再次增加时,显微硬度开始下降;植入0.5wt％碳纳米管的涂层,摩擦系数和磨损量分别为0.35和0.573×10-3 mm3/Nm,涂层的摩擦磨损特性最佳.     

面向水润滑条件磷酸盐黏结复合涂层的摩擦学性能研究

目的 实现海洋产业设备的不断优化,提高复合涂层在水环境下的摩擦学性能,扩大复合涂层在水环境中的应用。方法 通过添加不同含量的PS（聚苯乙烯微球）制备多孔磷酸盐黏结复合涂层,再将PAAM-alginate（聚丙烯酰胺-海藻酸盐）水凝胶真空压入多孔涂层中,并利用UV（紫外线）引发聚合,从而制备PAAM-alginate/磷酸盐黏结复合涂层。此外,利用多功能摩擦试验机、白光干涉仪、SEM和EDS等试验方法,对复合涂层在水环境中的摩擦学特性和微观结构进行研究。结果 PAAM-alginate水凝胶的压入,降低了复合涂层的表面粗糙度,平均为0.8μm。由于水凝胶较强的吸水和溶胀能力,改善了复合涂层的亲水性。PAAM-alginate水凝胶的水化润滑能力有效提高了复合涂层在水环境中的摩擦学性能。其中,具有4%PS的复合涂层显示出最佳摩擦学性能,平均摩擦系数由0.494降到了0.332,磨损率为1.18 mm3/(N·m),仅为0%PS的复合涂层磨损率的1/4。水环境下,4种不同PS含量的复合涂层的磨损形式都为疲劳磨损。结论适量地压入PAAM-alginate水凝胶可以降低复合涂层的表面粗糙度,提高...     

络合剂对316L不锈钢化学机械抛光效果的影响

为提高316L不锈钢化学机械抛光（chemical-mechanical polishing,CMP）效率,针对络合剂类型对316L不锈钢加工效果的影响及影响机制进行研究。以材料去除率（material removal rate,MRR）和表面粗糙度（R_a）为指标,探究络合剂类型（甘氨酸、草酸和柠檬酸）及浓度对抛光效果的影响。利用电化学工作站、接触角测量仪和X射线光电子能谱仪（XPS）分析络合剂对316L不锈钢CMP加工影响机制。结果表明:当甘氨酸质量分数为0.2%时,能够同时获得较高的材料去除率和较低的R_a,分别为210 nm/min和1.613 nm。高浓度的络合剂对316L不锈钢材料去除率的抑制作用来源于络合剂增强了316L不锈钢表面耐蚀性,降低了表面氧化速度。XPS分析表明部分甘氨酸络合物会吸附于316L不锈钢表面产生缓蚀作用。      

碳酸胍和聚乙二醇对单晶硅片CMP的影响

为了提高单晶硅片的抛光效率,探究了碳酸胍（Guanidine carbonate,GC）和聚乙二醇（PEG）对硅片在含双氧水的抛光液体系中化学机械抛光（CMP）的影响及作用机理,使用白光干涉仪观察抛光后单晶硅的表面质量。结果表明：GC的加入有助于材料去除率的提高,表面粗糙度有所增大;PEG的加入,会在硅片表面形成吸附层,降低硅片静态腐蚀速率,同时具有润滑作用,在一定程度上降低去除率,但会提高表面质量。当GC含量为1.2 wt.%、PEG含量为0.002 5 wt.%时,材料去除率为1 089.1 nm/min,表面粗糙度为0.844 nm（范围为550μm×440μm）。     

四工作辊轧机轧制304不锈钢板件截面塑性变形分析

针对四工作辊轧机轧制304不锈钢板件存在变形量大、尺寸不稳定的问题,利用Solidworks软件建立四工作辊轧制系统有限元模型,采用Deform软件对304不锈钢板件在不同轧辊直径、轧辊转速和轧辊压下量下进行轧制仿真,分析其对轧件截面高度和等效应力分布的影响,根据轧制仿真分析结果设计制造了四工作辊轧机,并对不同压下量下仿真和生产的轧件截面高度进行对比分析。结果表明,轧件截面塑性变形可分为相互作用I区、过渡II区和变形III区,等效应力、等效应变和截面高度在I区最大,在III区最小且变化平稳,II区值位于两者之间并呈U型分布。