织构化表面固体润滑性能试验

采用激光表面织构技术,在45#钢试样表面加工微凹坑形貌,将固体润滑剂MoS2压填至微凹坑内,利用UMT-2型多功能摩擦磨损试验机,考察其在不同载荷条件下,不同间距微凹坑试样的摩擦磨损特性,并通过扫描电镜与能量色散谱仪对磨损表面进行测试分析.结果表明:集成运用激光微织构技术与固体润滑技术,能有效提高表面润滑性能;与未织构光滑试样相比,激光表面织构试样摩擦系数显著降低;一定范围内,随着织构密度增加,表面摩擦系数减小,耐磨、抗擦伤性能明显提高,较佳的织构面积占有率为19.6%~30.0%;微凹坑中预埋的固体润滑剂在摩擦过程中能有效涂覆到试样接触表面,形成稳定可靠的固体润滑膜.     

织构化的铝合金表面摩擦学特性研究

本文利用精密加工方法在铝合金表面加工出不同的织构,通过摩擦磨损试验研究了表面织构形态对试样动压润滑、摩擦磨损特性的影响。结果表明,铝合金表面织构化可以有效地改善其摩擦学特性。条纹状织构深度越深,动压润滑效果越好,摩擦系数越小,磨损深度越浅;当网状织构夹角由小变大时,试件表面摩擦系数呈现抛物线变化,磨损深度随之增大。     

金属微结构双疏表面的摩擦特性研究

通过激光加工在锡青铜(ZQSn6.50.1)和轴承钢(GCr15)表面制备了微结构阵列,并进行低表面能处理,得到了2种金属双疏(疏水/疏油)表面.对制备的试样进行摩擦学性能实验研究,分别考察2种试样表面不同微结构形状、载荷及摩擦速度对其摩擦学性能的影响.结果表明:在相同润滑条件下,锡青铜和轴承钢双疏表面摩擦系数均比各自光滑试样表面低,最低分别为0.037和0.026;2种金属双疏表面具有圆形微凹坑阵列结构时,具有最优的减阻效果;载荷对试件摩擦系数的影响因材料特性不同而不同;随着速度的增加,不同图案密度微结构表面摩擦系数均呈现先减小后增大趋势,符合Stribeck曲线特性.     

线接触副球墨铸铁表面激光织构对摩擦学特性的影响

为研究线接触情况下激光表面织构对球墨铸铁摩擦学特性的影响,采用调Q半导体泵浦YAG激光器,利用单脉冲同点间隔多次激光加工工艺,对球墨铸铁试样端面进行表面织构化处理.制备出4种不同深度、不同面积占有率的环形阵列分布微凹腔,并在滚滑复合运动的圆柱销与圆盘端面线接触式摩擦磨损试验机上,进行摩擦学试验.结果表明:在相同试验条件下,与光滑试样进行对比,微凹腔试样表面具有较好的减摩效果;对不同深度及面积占有率的微凹腔试样进行摩擦性能试验,结果显示:均存在优化设计值使得织构化表面的摩擦因数最小,并表现出良好的抗擦伤性能.     

表面织构对巴氏合金轴承材料摩擦学性能影响

为了改善滑动轴承混合润滑时的摩擦学性能,在锡基巴氏合金表面加工出矩形阵列和发射线阵列的圆坑织构.采用销-盘式摩擦实验机和数值模拟对织构的润滑性能及机理进行分析,研究不同滑动速度和载荷下表面织构的摩擦系数,并数值模拟了表面织构的油膜压力分布.实验结果表明:表面织构能降低混合润滑的摩擦系数.随着滑动速度的增加,表面织构的减摩性能更佳;但是随着接触压力的增加,表面织构的减摩性能降低.相对于发射线阵列织构,矩形阵列织构的摩擦系数更低并且稳定性更好.面密度为8.6%的矩形织构阵列(3#)具有较优的摩擦学特性,在滑动速度0.3m/s、载荷5.0 MPa下的摩擦系数为0.015.模拟结果表明:相对于发射线型阵列织构,矩形阵列织构的油膜压力分布能减小润滑油泄漏,从而获得较好的摩擦学特性.     

不同载荷对45#钢表面自修复膜成膜影响

为制备在润滑油中具有良好分散性的自修复粉体和研究不同载荷对自修复膜成膜的影响,分析了钛酸酯偶联剂对蛇纹石粉体表面的修饰作用,探讨了不同载荷下添加剂对金属摩擦副的自修复作用,解析了试样表面形貌和试样表面化学成分.结果表明:经钛酸酯偶联剂修饰的粉体在润滑油中具有较好的分散性;在润滑油中加入蛇纹石粉体和分散剂可显著增加耐磨减摩性能.当载荷为300 N,含有添加剂的润滑油润滑条件下,摩擦副的摩擦系数较纯基础油低,添加剂起减摩作用;当载荷为600 N和900 N时,蛇纹石粉体在表面形成相对完整、光滑的自修复膜层,避免了金属表面的直接接触,从而起到降低磨损的作用;当载荷为900 N时,表面自修复膜层在摩擦机械力和热的作用下,发生化学脱水反应,自修复膜层表面有较多的微小孔洞.     

干摩擦条件下金刚石复合膜摩擦学性能

在干摩擦条件下利用 SRV磨损试验机比较了在硬质合金基体上金刚石薄膜、石墨 /金刚石复合膜以及硬质合金 3种试样的摩擦学性能。利用扫描电子显微镜观察了试样和磨痕的表面形貌。利用表面形貌仪测试了磨损体积。研究了振动频率对试样的摩擦学性能影响。结果表明 ,在干摩擦条件下 ,金刚石薄膜与石墨 /金刚石复合膜的摩擦学性能差别不大 ,二者的磨损机理均为微断裂磨损。在干摩擦条件下 ,高频时金刚石薄膜的耐磨性是硬质合金耐磨性的 8～ 10倍 ,其原因是硬质合金的磨损机理存在着从粘着磨损到微断裂磨损的转变     

不锈钢表面条纹织构倾斜角对摩擦性能的影响

利用电加工的方法在不锈钢表面分别制备了垂直织构和倾斜织构两种条纹织构试样,利用UMT-3摩擦磨损仪研究了具有不同倾斜角表面织构试样的摩擦性能,考察了在干摩擦和油润滑条件下摩擦接触副在织构区摩擦系数的变化情况,分析了条纹织构倾斜角对摩擦性能的影响.结果表明,钢球在织构表面区域滑动过程中,摩擦系数经历了一个先降低后增高的过程,即织构的存在导致了摩擦系数的波动.与垂直织构相比,倾斜织构会导致更明显的摩擦系数波动,且波动幅度与织构倾斜方向有关.当摩擦方向与织构倾斜方向相同时,摩擦系数的变化幅度较反方向更大.     

基于跨黏度纤维素对磨螺杆表面的实验与仿真研究

采用摩擦学性能测试与EDEM仿真模拟相结合的方法,研究了跨黏度纤维素在不同转速和不同载荷下的摩擦学行为,以及在摩擦过程中对螺杆表面的磨损机制。跨黏度纤维素的摩擦学性能测试采用“球-盘”式摩擦磨损试验机,而对螺杆的磨损机制采用Archard Wear磨粒磨损计算公式及离散元方法构建纤维素及螺杆磨损机制模型。研究结果表明,在高转速60 r/min条件下,跨黏度纤维素的磨损规律受施加载荷大小的影响较大,15 mPa·s的摩擦系数在0.19至0.44之间,100 000 mPa·s的摩擦系数在0.25至0.52之间;在低转速10 r/min条件下,摩擦系数受法向载荷影响波动较大,15 mPa·s的摩擦系数在0.25至0.44之间,100 000 mPa·s的摩擦系数在0.24至0.58之间。通过EDEM仿真模拟发现,随着纤维素黏度增大,纤维素与螺杆表面的接触面积随之减少,螺棱在对纤维素推动的过程中,不易造成纤维素在螺槽中的相对滑动,进而减少螺槽部位的磨损。纤维素的黏度大小对润滑效果有一定影响,但并不是决定性因素;影响纤维素的润滑效果和磨损机理的主要是加载载荷,其中磨损程度随着载荷变大而加深,而...     

纳米MoS_2复合陶瓷层结构与性能

为提高铝合金的表面硬度并降低其在摩擦磨损过程中的摩擦系数,在电解液中添加二硫化钼纳米粒子,利用微弧氧化技术在ZL109铝合金表面制备出含有二硫化钼的复合陶瓷层,且其表现出良好的摩擦学性能.添加二硫化钼纳米粒子后,陶瓷层的表面粗糙度降低,但是硬度未发生明显改变.在摩擦磨损试验中,复合陶瓷层的摩擦系数相对普通陶瓷层有所降低.在二硫化钼纳米粒子质量浓度为5g/L时,陶瓷层的摩擦系数最低,相对普通陶瓷层下降47%.     

Cu-Fe基摩擦片摩擦磨损性能的研究

为探究带式运输机铜基摩擦片的摩擦学行为,采用粉末冶金工艺制备Cu-Fe基摩擦材料。在干式制动条件下用环-块摩擦磨损试验机研究摩擦片的摩擦学行为。探索铁元素对铜基复合材料摩擦片摩擦行为和磨损机理的作用。结果表明,与铜-石墨复合材料相比添加了铁元素的铜-石墨复合材料在高载荷下表现出更好的摩擦学性能,其在摩擦表面上形成的富含石墨的机械混合层(MML)更加稳定。     

MOSi2-淬火45#钢在油润滑下的摩擦学特性

利用M-200型磨损试验机考察了MoSi2-淬火45针仪分析讨论其磨损机理.结果表明:润滑油明显改善了MoSi2材料的摩擦学性能;MoSi2与淬火45#钢对摩在120～150 N载荷范围内表现出较好的摩擦磨损综合性能;其磨损机制主要表现为疲劳磨损、磨粒磨损和轻微粘着磨损.图4,参10.     

高酸值乙醇润滑下几种活塞环材料的摩擦学性能

通过SRV试验机考察了乙醇润滑条件下CrN、WS2、渗氮、B4C活塞环材料与气缸材料对磨时的摩擦学性能,通过SEM、EDX表面形貌方法对磨损表面进行分析;实验结果表明:在乙醇的酸度较高的情况下,材料磨损严重,磨损以腐蚀磨损为主;在几种摩擦副材料中,CrN的摩擦学性能最好。     

Enhancement of tribological properties in siliconized graphite via hierarchically hybrid SiC/C composite

This study aims to investigate tribological properties in a siliconized graphite(СГ-П-0.5) and hierarchically hybrid Si C/C composites at the load ranging from 10-40 N under dry air/water lubrication conditions. A feasible liquid silicon infiltration(LSI) was used to fabricate the Si C/C composites. Morphology and phase identification of two materials were characterized and analyzed by scanning electron microscope(SEM) and energy dispersive spectrometer(EDS). An image feature extraction was used to post-process the data of wear test, further to gain the wear properties of the samples. The results demonstrated that a lower coefficient of friction(COF) and wear rate can be achieved in the LSI Si C composites than that in the sample of СГ-П-0.5. Both COF decreased under waterlubricated conditions, compared with that under the dry air lubrication. The excellent tribological properties in two materials can be due mainly to the microstructure of the СГ-П-0.5 sample, showing much more graphite and Si dispersed on the matrix. The СГ-П-0.5 sample indicated the typical oxidative wear mechanism, whereas, the sample of LSI Si C demonstrated the combined oxidative and fatigue wear. This finding can provide a promising new siliconized graphite materials for ceramic rolling bearings.     

High-resolution, high-sensitivity NMR of nanolitre anisotropic samples by coil spinning

Nuclear magnetic resonance (NMR) can probe the local structure and dynamic properties of liquids and solids, making it one of the most powerful and versatile analytical methods available today. However, its intrinsically low sensitivity precludes NMR analysis of very small samples-as frequently used when studying isotopically labelled biological molecules or advanced materials, or as preferred when conducting high-throughput screening of biological samples or 'lab-on-a-chip' studies. The sensitivity of NMR has been improved by using static micro-coils, alternative detection schemes and pre-polarization approaches. But these strategies cannot be easily used in NMR experiments involving the fast sample spinning essential for obtaining well-resolved spectra from non-liquid samples. Here we demonstrate that inductive coupling allows wireless transmission of radio-frequency pulses and the reception of NMR signals under fast spinning of both detector coil and sample. This enables NMR measurements characterized by an optimal filling factor, very high radio-frequency field amplitudes and enhanced sensitivity that increases with decreasing sample volume. Signals obtained for nanolitre-sized samples of organic powders and biological tissue increase by almost one order of magnitude (or, equivalently, are acquired two orders of magnitude faster), compared to standard NMR measurements. Our approach also offers optimal sensitivity when studying samples that need to be confined inside multiple safety barriers, such as radioactive materials. In principle, the co-rotation of a micrometre-sized detector coil with the sample and the use of inductive coupling (techniques that are at the heart of our method) should enable highly sensitive NMR measurements on any mass-limited sample that requires fast mechanical rotation to obtain well-resolved spectra. The method is easy to implement on a commercial NMR set-up and exhibits improved performance with miniaturization, and we accordingly expect that it will facilitate the development of novel solid-state NMR methodologies and find wide use in high-throughput chemical and biomedical analysis.     

离子注入材料表面改性及其在摩擦学中的应用

对离子注入材料表面改性及其在摩擦学中的应用进行了综述.大量文献资料表明,离子注入是改善材料摩擦学性能的一种有效方法,许多金属离子或非金属离子均可注入到金属、陶瓷、高分子等材料的表面以改善其摩擦学性能.离子注入对材料表面耐磨性能改善的效果取决于注入离子的种类、注入剂量、注入能量和注入温度.讨论了为使该技术更加广泛地应用于实际摩擦学体系还须研究的一些问题.     

含氟聚氨酯大分子单体自组装薄膜的制备及摩擦性能

用己二酸和乙二醇在一定的条件下通过酯化和缩聚两步反应合成聚己二酸乙二醇酯（PEA）,测所得聚酯二元醇的酸酯（Av）和羟值（Qv）,得到合成聚氨酯大分子单体的原料.聚己二酸乙二醇酯（PEA）与等量的甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI-100）反应,加入十三氟-1-辛醇封端,得到含氟聚氨酯大分子单体（FPUOH）.利用分子自组装技术在玻璃基片表面制备含氟聚氨酯薄膜,对其进行结构表征和性能测试.亲水性测试结果表明,自组装薄膜与水的接触角为76.8°,证明了自组装薄膜制备的成功.微摩擦测试结果表明,含氟聚氨酯大分子自组装薄膜修饰的基底具有很好的减摩润滑效果,当载荷为400mN时,自组装薄膜的稳定摩擦系数达到0.09,适合作为轻载荷下的润滑防护保护膜.     

电镀的Ag,Cu,Zn层在边界润滑状态下摩擦学性能

在GCr15钢球上电镀软金属 Ag,Cu,Zn 层,在32~# 机械油的边界润滑状态下,其上、下球镀层分别是无镀层抗胶合能力的 9.84,5.4,4.0倍。经过 40 min低载荷运转证明,镀层可有效地减少基体的磨损,而且磨痕面光滑。测定了在一定载荷范围内的摩擦系数。镀 Ag 层的摩擦系数较低,其值稳定在0.05左右;镀Cu层摩擦系数值稳定在0.055左右。对镀液的性质、镀层的厚度进行了相应的探讨。对试验结果及现象做了一定的分析。     

射频PECVD方法生长含氢非晶碳膜的结构及摩擦学性能

利用射频等离子体增强化学气相沉积技术在不锈钢表面制备了含氢非晶碳膜.采用Raman光谱、红外光谱、X射线光电子能谱和原子力显微镜等研究了薄膜的微观结构和表面形貌,在栓盘摩擦磨损试验机上考察了薄膜在不同载荷与滑动速度下的摩擦学性能.结果表明:所制备的含氢非晶碳膜具有典型的类金刚石结构特征,薄膜均匀、致密,表面粗糙度小;薄膜与不锈钢球对磨时显示出良好的抗磨减摩性能;薄膜的抗磨减摩性能同对磨件表面上形成的转移膜以及摩擦过程中薄膜结构的石墨化相关.     

蜗杆副材料ZQSn_（12－2）－S16MnCr的摩擦学性能

对１０组不同的蜗杆副材料组合进行了摩擦学性能研究．在无润滑和常温条件下，得到了不同速度和载荷时的摩擦学参数及摩擦表面的电子显微镜照片．经分析，给出了摩擦学性能的比较结果，表明ＺＱＳｎ１２－２－Ｓ１６ＭｎＣｒ为最佳蜗杆副新材料组合．