碳纤维/石墨-铜基自润滑耐磨复合涂层的摩擦学性能

为提高45~#钢的摩擦学性能,采用热压烧结技术,在45~#钢表面制备了以Ni为中间连接层的铜基自润滑耐磨复合涂层。采用扫描电镜和能谱仪对涂层表面及截面的微结构进行了分析;采用球-盘式摩擦磨损试验机与GCr15球配副,在不同载荷和速度下,研究了铜基自润滑耐磨复合涂层和基体的干摩擦学性能,并分析了磨损机理。结果表明:在所有试验条件下,含4wt%碳纤维和2wt%石墨样品的摩擦系数和磨损率均比45~#钢低,且在15 N载荷、500 r/min转速下显示出最优的摩擦学性能。     

电化学刻蚀及类金刚石薄膜对2024铝合金疏水性能影响

材料表面的疏水性决定了其耐蚀及防污性能.采用电化学刻蚀技术在2024铝合金表面制备具有微-纳米尺寸的粗糙结构,再利用等离子体增强化学气相沉积技术在其表面制备类金刚石薄膜,采用半球法计算刻蚀及镀膜后的接触角,利用扫描电镜观察刻蚀后的表面形貌,研究刻蚀电流密度及刻蚀时间对薄膜疏水性能的影响机制.结果表明,电化学刻蚀能够明显改善2024铝合金的表面疏水性.本实验范围内,刻蚀时间为100 s且电流密度为2.6 A/cm2时,试样表面微/纳浮突结构相对均匀,疏水性能较高;镀DLC膜后,表面自由能为32.32 mN/m,仅为基体的一半;低自由能进一步提高铝合金表面疏水性能.     

40Cr表面TiAlN/TiN复合镀层的滑动摩擦试验分析

采用多弧离子镀工艺在40Cr表面制备了TiAlN/TiN复合镀膜,利用UMT-2摩擦磨损实验机考察了TiAlN/TiN膜层的承载能力和摩擦学性能,通过扫描电子显微镜观察了磨损试件的表面形貌,应用X射线能谱仪分析了磨痕中心区元素及其含量,通过40Cr基体和TiAlN/TiN膜在摩擦系数和磨损量方面的比较来评价TiAlN/TiN复合膜层的摩擦学性能。结果表明:TiAlN/TiN涂层与基体间的结合力是影响涂层承载能力的主要因素之一,TiAlN/TiN复合镀层的摩擦学性能优于40Cr基体,TiAlN/TiN复合镀层的减摩、耐磨性能优越,并能成功地抵抗磨粒磨损和粘着磨损。     

不同热处理气氛下制备CDC涂层

碳化物衍生碳(CDC)以其独特的特性被广泛应用在气体存储和摩擦学等领域.氯气刻蚀法制备CDC涂层具有操作简单、成本低、易控制等优点.实验系统研究了热处理气氛中氯气含量对CDC涂层性能的影响,通过激光共聚焦显微镜、高温摩擦磨损试验机、显微硬度仪、划痕仪等检测手段,分析了CDC涂层性能与热处理气氛之间的关系.结果表明,在氯气体积分数为5%～9%条件下1 175℃保温2 h所制备的CDC涂层表面光滑平整、硬度较高、且与基体的结合强度较好.此时CDC涂层的干摩擦因数最小为0.108,耐磨性最强,具有良好的摩擦学性能. CDC涂层显微硬度约为153 HV,明显低于SiC陶瓷的硬度.     

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     

基于原位反应制备CuO/PPS复合涂层的热性能和摩擦学性能

利用原位反应方法在PPS涂料中掺杂CuO,通过浸涂制备了CuO/PPS复合涂层.利用热重分析仪测试了涂层的热性能,选用销盘式磨损实验机测试了涂层的摩擦学性能,采用SEM观察分析了磨损表面,并在此基础上探讨了磨损机理.研究结果表明,涂层表面平整光洁,复合涂层热稳定性较PPS树脂有所提高,热分解温度提高;CuO的加入使PP...     

AlTiSiN/AlCrSiN纳米多层复合涂层的结构及性能研究

以AlTiSi合金和AlCrSi合金为靶材料,采用阴极电弧离子镀技术在单晶硅、硬质合金基底上沉积AlTiSiN/AlCrSiN纳米晶多层复合涂层,系统研究了氮气压强变化对AlTiSiN/AlCrSiN复合涂层结构和力学性能的影响.利用扫描电镜和X射线衍射仪分析了涂层的形貌和相结构,用显微硬度计和摩擦磨损仪测量了涂层显微硬度和摩擦系数.结果表明:氮气压强对涂层微结构和性能具有较大影响,涂层是以NaCl型TiN和CrN相结构为主的多晶材料.由于多元素掺杂导致复合涂层的衍射峰与纯TiN和CrN衍射峰位相比发生一定的偏移.随着氮气压强的增大,涂层的衍射峰强度逐渐降低并宽化,说明随着氮气压强的增大晶粒尺寸减小.涂层表面的颗粒污染和沉积气压密切相关,随气压增加污染颗粒尺寸逐步减少,涂层表面粗糙度降低;当氮气压从2.0Pa增加到4.0Pa时涂层的硬度值由2437.9HK逐渐增大至3221.5HK;涂层摩擦学性能也和氮气压密切相关,当氮气压强低于3.0Pa时,平均摩擦系数约0.410;而在氮气压强高于3.0Pa后,平均摩擦系数逐渐降至0.258.     

钛表面电化学刻蚀及HAP/Ti复合生物材料的研究

电化学沉积法在光滑钛表面上得到的羟基磷灰石涂层存在着不耐载荷，应力作用下结合界面易被破坏的缺陷．本采用电化学刻蚀技术在钛表面形成微观的粗糙结构．然后用电化学方法在粗糙化的钛表面直接沉积纯的羟基磷灰石，并应用XRD．SEM．FTIR漫反射光谱，电化学交流阻抗及拉伸结合力实验等对复合膜层的化学组成、结构及力学性能进行表征．结果表明．钛表面经粗糙化后可改善羟基磷灰石与钛基体之间的界面状况．显提高羟基磷灰石涂层与钛基体的结合力．实验表明，电化学沉积可获得纳米尺度均匀致密的纯羟基磷灰石涂层，有望提高植人体的表面生物活性．     

TiAlN-MoS2/TiAlN硬质润滑膜研究

在NCUPP技术沉积的TiN-MoS2/TiN复合膜中添加A1元素并改变部分沉积工艺,可以在1Cr18Ni9Ti基体上沉积出TiAlN-MoS2/TiAlN硬质润滑膜.利用SEM,XPS等手段研究涂层的成分、微观结构等.通过摩擦学试验测定其结合强度等性能.结果表明,在钻头上沉积TiAlN-MoS2/TiAlN硬质膜,可使其在钻削过程中具有优异的耐磨、减摩和耐高温等性能,从而大幅度提高了刀具的使用寿命.     

Cr-N涂层高速钢在Na3PO4水溶液中的摩擦－腐蚀电化学噪声行为

在M2高速钢表面磁控溅射制备Cr-N耐磨减摩涂层,用SEM观察涂层组织,采用XPS及GDOES分析涂层表面价态及主要元素分布情况,利用附带电化学噪声装置的微动摩擦学试验机测试涂层及基材在0.02mol/LNa3PO4溶液环境下的摩擦学性能及其同步电化学噪声变化规律,并与涂层及基材在干摩擦条件下的摩擦学性能指标进行对比.研究结果表明:涂层为双层及双组分结构,组成相为Cr+CrN:涂层在空气介质中表现出优异的耐磨减摩特性,但在Na3PO4水溶液环境下介质中,由于涂层接触区域的去钝化/再钝化以及界面点蚀使腐蚀和磨损相互加速,导致Cr-N涂层丧失了减摩及抗磨作用,失效行为完全不同于干摩擦条件.     

Cr靶电流对磁控溅射C/Cr复合镀层性能和结构的影响

使用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术制备了C/Cr复合镀层,并研究了Cr靶电流对C/Cr复合镀层摩擦学性能的影响规律。采用XPS检测了C/Cr复合镀层的化学成分,采用XRD分析了镀层的晶相结构,采用SEM观察了镀层的表面和断口形貌。实验结果表明:使用较小的Cr靶电流能改善镀层表面质量,降低镀层摩擦系数;Cr靶电流过大时,镀层的性能明显下降。     

电沉积镍-磷-纳米金刚石纳米复合镀层性能研究

利用电沉积法制备了镍-磷复合镀层和镍-磷-纳米金刚石纳米复合镀层,对镀层的结构和形貌进行了表征,研究了热处理温度对复合镀层硬度、摩擦性能的影响．研究发现,与电沉积Ni-P合金镀层相比,镍-磷-纳米金刚石复合镀层具有较高的酎磨性和较低的摩擦系数,硬化峰值出现在673K左右．另外,对纳米复合镀层性能改善的机理进行了讨论．     

TiN-MOS2/Ti复合薄膜的摩擦性能

采用纳米复合非平衡等离子体镀膜方法制作了应用于月球车活动关节的新型TiN-MoS2/Ti复合润滑薄膜,通过SEM、XPS等对复合薄膜的微观结构和成分进行了分析,并进行了耐磨和抗潮湿性能试验。研究结果显示,与传统多层膜结构相比,TiN-MoS2/Ti新型复合膜的钻孔数从278个提高到356个;潮湿储存10d后,其耐磨性能与多层膜相比,提高了2.5倍。因此,通过优化制备工艺及加入Ti添加剂等方法可以有效提高月球车活动关节处润滑薄膜的耐磨和抗潮性能。     

仿生凹坑与纳米碳化硅/镍基复合镀层耦合表面的磨损性能

为了探讨凹坑形态与纳米碳化硅/镍基复合镀层耦合表面的磨损性能,采用激光技术和电沉积技术制备了由凹坑形态和纳米碳化硅/镍基复合镀层构成的仿生耦合表面,并进行了摩擦和磨损试验。结果表明,仿生耦合表面的磨损性能高于单纯复合镀层的磨损性能;随着磨损载荷的增加和磨损时间的延长,试样表面磨损机制由以塑性磨损为主逐渐转变成以粘着磨损、磨粒磨损为主的磨损机制。     

C/SiC复合材料摩擦性能及储油性能分析

复合材料因性能独特而备受关注,但其自身结构复杂且受到诸多因素的影响,因而对其摩擦学性能的研究仍有待进一步加强。为了对比不同摩擦配副对C/SiC复合材料摩擦性能及储油性能的影响,以C/SiC复合材料为研究对象,运用销盘摩擦学试验方法,研究了C/SiC复合材料与45#钢以及C/SiC复合材料与ZrO₂材料摩擦配副的摩擦学性能,采用三维形貌仪等仪器对C/SiC复合材料摩擦后的表面进行表征分析,研究其摩擦后的表面质量及其储油性能。结果表明,C/SiC复合材料与45#钢磨损剧烈,摩擦后表面储油性能严重下降;其与ZrO₂对磨则摩擦系数较低,磨损量较小,摩擦后的表面仍保持了较好的承载性能及储油性能,是一种良好的摩擦配副。研究结果为拓展C/SiC复合材料的应用及揭示其摩擦学特性提供了有力支撑。     

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。     

负偏压对电弧离子镀CrAlN涂层组织和性能的影响

采用电弧离子镀技术在高速钢基底上沉积CrAlN涂层.对CrAlN涂层的表面形貌、微观组织、显微硬度、结合强度、摩擦学性能进行了分析,研究了负偏压对CrAlN涂层组织和性能的影响.结果表明:在一定范围内随着负偏压的增加,涂层表面大颗粒数量逐渐减少,涂层变得更加致密;但过大的负偏压导致离子轰击作用过强,使涂层表面再次出现缺陷.当负偏压为 -200V时,涂层的晶粒尺寸最小,并具有良好的结晶度.涂层的显微硬度和结合强度均随负偏压的增加呈现出先增加后减小的趋势. 当负偏压为 -200V时,显微硬度达到最大值,为28.6GPa,同时具有最好的摩擦学性能.     

铝合金表面机械球磨Ni-Al-Mo复合涂层的制备及其摩擦特性研究

通过机械球磨方法在铝合金表面制备了Ni-Al-Mo复合涂层,对涂层微观组织、组成成分和摩擦学性能等进行了分析.结果表明:经过7 h机械球磨制备的Ni-Al-Mo复合涂层内元素均匀分布;550℃退火后涂层中均有Al3 Ni金属间化合物新相生成;复合涂层中Al3 Ni和Mo的存在使得涂层硬度高于铝合金基体和Ni-Al涂层,...     

超声离子置换法制备CdS/Ag_2S

利用金属硫化物在水溶液中溶解度的差异,将离子置换法和超声波辅助合成法相结合反应10～20min,通过Ag+置换CdS纳米棒中的Cd2+而生成Ag2S沉淀,对CdS纳米棒进行侵蚀而形成镶嵌式点缀结构或完全包覆层核-壳结构.与离子置换法比较并对其光学性质进行了初步研究.