纳米SiO2部分取代氧化石墨烯作为水基润滑添加剂在镁合金/钢界面的摩擦学性能研究

氧化石墨烯是一种摩擦学性能优异的水基润滑添加剂,近年来受到国内外学者的广泛关注。然而,高的生产成本限制了氧化石墨烯的广泛应用。因此,本文拟采用成本低廉,润滑性能优异的纳米SiO₂部分取代氧化石墨烯制备氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液,采用摩擦磨损试验机研究两种纳米材料在去离子水中的比例对镁合金/钢体系中摩擦系数和磨损体积的影响。结果表明,在本文测试条件下氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液相对于纯氧化石墨烯水基润滑液和SiO₂水基润滑液具有低的摩擦系数。针对承载能力测试,所有的润滑液在载荷1 N和3 N的测试条件下具有低的磨损体积。随着载荷的增加,不同润滑液的抗磨损性能具有较大的差别。在载荷5 N和8 N的测试条件下,氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液的磨损体积相对于纯氧化石墨烯水基润滑液分别下降了50.5%和49.2%。氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液在严苛的摩擦实验测试条件下相对于纯氧化石墨烯水基润滑液磨损体积下降了46.3%。实验结果为镁合金碳基复合水基成形润滑液的设计和制备提供了新的思路。     

316L/45#钢在MoS2水基润滑液润滑下的摩擦磨损性能

通过316L不锈钢与45#钢在去离子水、二硫化钼水基润滑液、30#机械油3种工况下,分别改变其载荷进行滑动摩擦实验,比较其摩擦磨损性能并分析磨损机制。结果表明,载荷为250 N时,MoS2水基润滑液润滑工况下的摩擦系数比去离子水工况下降低67.3%,磨损量降低了83.5%;摩擦系数比30#机械油工况下增加12.5%,磨损量增加147.1%。     

PCL-PEG-PCL/PLA共混材料的制备与性能分析

为了拓宽聚乳酸(PLA)在生物医学领域的应用,使用少量钛酸异丙酯改性相对分子质量为2 000的聚乙二醇(PEG-2000)引发己内酯开环聚合得到相对分子质量为6 000的生物可降解三嵌段共聚物聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯(PCEC),分别将PCEC、PEG-6000与PLA共混,考察其微观形貌、结晶性能、力学性能的区别。结果显示PCEC/PLA共混物的微观形貌是典型的"海岛"结构;在相同配比下,PCEC促进PLA结晶的能力要小于PEG-6000。当PCEC和PLA的质量比为15∶85时,PCEC/PLA共混物的断裂伸长率最佳,相同质量比下的PEG-6000/PLA共混物的断裂伸长率比PCEC/PLA共混物的断裂伸长率要高7%,而拉伸强度要低50%。     

滑动模式对含表面修饰MoS_2纳米片润滑油摩擦学性能的影响

为探究不同的滑动模式对含表面修饰MoS_2纳米片润滑油的摩擦学性能的影响,将含不同质量分数KH-MoS_2的润滑油样分别在单向和双向滑动模式下进行摩擦学试验,对比分析了其摩擦学性能,并建立了单向和双向滑动模式下的润滑模型。首先,使用超声处理硅烷偶联剂(KH570)修饰的MoS_2纳米片(KH-MoS_2)分散到石蜡油中,制备成含不同质量分数KH-MoS_2的润滑油样;然后,分别在单向和双向滑动模式下,采用球盘摩擦磨损试验机测试含不同质量分数KH-MoS_2纳米片的润滑油样的摩擦学性能;最后,通过对比分析对摩钢球的磨斑和对偶盘磨痕表面,探究了滑动模式对含有KH-MoS_2纳米片的润滑油样的摩擦学性能的影响。根据摩擦试验结果,建立了单向和双向滑动模式的润滑机理模型,研究了单向和双向滑动模式下含有KH-MoS_2纳米片的润滑油样的减摩抗磨机理。结果表明,在单向和双向滑动模式下,摩擦系数均随润滑油样中KH-MoS_2质量分数的增加而减小。在石蜡油中添加质量分数1%的KH-MoS_2时,双向滑动模式下获得最优摩擦系数可低至0.075,比同等滑动模式下使用纯石蜡油油样润滑时的摩擦系数低约53.4%,比单向滑动模式下使用同一油样润滑时的摩擦系数低约25%。     

滑动模式对含表面修饰Mo S2纳米片润滑油摩擦学性能的影响及其机理研究

为探究不同的滑动模式对含表面修饰Mo S2纳米片润滑油的摩擦学性能的影响,本文将含不同质量分数KH-Mo S2纳米片的润滑油样分别在单向和双向滑动模式下进行摩擦学试验,对比分析了其摩擦学性能并建立了单向和双向滑动模式下的润滑模型。首先,使用超声处理硅烷偶联剂(KH570)修饰的Mo S2纳米片(KH-Mo S2)分散到石蜡油中制备成含不同浓度的KH-Mo S2纳米片润滑油样;然后,分别在单向和双向滑动模式下,采用球-盘摩擦磨损试验机测试含不同浓度的KH-Mo S2纳米片的润滑油样的摩擦学性能;最后,通过对比分析对摩钢球的磨斑和对偶盘磨痕表面,探究了滑动模式对含有KH-Mo S2纳米片的润滑油样的摩擦学性能的影响。并根据摩擦试验结果,建立了单向和双向滑动模式的润滑机理模型,探究了单向和双向滑动模式下含有KH-Mo S2纳米片的润滑油样的减摩抗磨机理。结果表明,在单向和双向滑动模式下,摩擦系数均随润滑油样中KH-Mo S2质量分数增加而减小。在石蜡油中添加KH-Mo S2纳米片的质量分数为1%时,双向滑动模式下可获得最优摩擦系数,摩擦系数可低至0.075,比同等滑动模式下使用纯石蜡油油样润滑时的摩擦系数低约53.4%,比单向滑动模式下使用同一油样润滑时的摩擦系数低约25%。     

滑动模式对含表面修饰Mo S2纳米片润滑油摩擦学性能的影响及其机理研究

为探究不同的滑动模式对含表面修饰Mo S2纳米片润滑油的摩擦学性能的影响,本文将含不同质量分数KH-Mo S2纳米片的润滑油样分别在单向和双向滑动模式下进行摩擦学试验,对比分析了其摩擦学性能并建立了单向和双向滑动模式下的润滑模型。首先,使用超声处理硅烷偶联剂(KH570)修饰的Mo S2纳米片(KH-Mo S2)分散到石蜡油中制备成含不同浓度的KH-Mo S2纳米片润滑油样;然后,分别在单向和双向滑动模式下,采用球-盘摩擦磨损试验机测试含不同浓度的KH-Mo S2纳米片的润滑油样的摩擦学性能;最后,通过对比分析对摩钢球的磨斑和对偶盘磨痕表面,探究了滑动模式对含有KH-Mo S2纳米片的润滑油样的摩擦学性能的影响。并根据摩擦试验结果,建立了单向和双向滑动模式的润滑机理模型,探究了单向和双向滑动模式下含有KH-Mo S2纳米片的润滑油样的减摩抗磨机理。结果表明,在单向和双向滑动模式下,摩擦系数均随润滑油样中KH-Mo S2质量分数增加而减小。在石蜡油中添加KH-Mo S2纳米片的质量分数为1%时,双向滑动模式下可获得最优摩擦系数,摩擦系数可低至0.075,比同等滑动模式下使用纯石蜡油油样润滑时的摩擦系数低约53.4%,比单向滑动模式下使用同一油样润滑时的摩擦系数低约25%。     

滑动模式对含表面修饰Mo S2纳米片润滑油摩擦学性能的影响及其机理研究

为探究不同的滑动模式对含表面修饰Mo S2纳米片润滑油的摩擦学性能的影响,本文将含不同质量分数KH-Mo S2纳米片的润滑油样分别在单向和双向滑动模式下进行摩擦学试验,对比分析了其摩擦学性能并建立了单向和双向滑动模式下的润滑模型。首先,使用超声处理硅烷偶联剂(KH570)修饰的Mo S2纳米片(KH-Mo S2)分散到石蜡油中制备成含不同浓度的KH-Mo S2纳米片润滑油样;然后,分别在单向和双向滑动模式下,采用球-盘摩擦磨损试验机测试含不同浓度的KH-Mo S2纳米片的润滑油样的摩擦学性能;最后,通过对比分析对摩钢球的磨斑和对偶盘磨痕表面,探究了滑动模式对含有KH-Mo S2纳米片的润滑油样的摩擦学性能的影响。并根据摩擦试验结果,建立了单向和双向滑动模式的润滑机理模型,探究了单向和双向滑动模式下含有KH-Mo S2纳米片的润滑油样的减摩抗磨机理。结果表明,在单向和双向滑动模式下,摩擦系数均随润滑油样中KH-Mo S2质量分数增加而减小。在石蜡油中添加KH-Mo S2纳米片的质量分数为1%时,双向滑动模式下可获得最优摩擦系数,摩擦系数可低至0.075,比同等滑动模式下使用纯石蜡油油样润滑时的摩擦系数低约53.4%,比单向滑动模式下使用同一油样润滑时的摩擦系数低约25%。     

可用于人工关节润滑的水凝胶蠕变缓释性能及理论模型

针对人工关节润滑液难以定量供给导致假体表面磨损严重的问题，提出一种水凝胶关节囊结构来供给和保存关节润滑液的方法，并进行了试验探究和理论验证。首先，制备了含透明质酸琼脂糖水凝胶，在生理盐水浸润环境中对其进行了体外无侧限压缩蠕变缓释试验，得到了蠕变体积和介质释放量与压力的关系曲线，并得出蠕变体积与介质释放量的转换公式。然后，根据水凝胶的结构和性质，建立了耦合扩散和大变形理论的本构模型，在给定压力的情况下通过该模型可得到水凝胶蠕变仿真曲线，最后结合试验得到的转化公式，可推导出水凝胶介质缓释量。采用一种将试验结果与有限元建模和优化方法相结合的有限元逆向法技术，得到了试件的相关材料参数，使用该参数对不同压力下的蠕变行为进行了仿真验证，结果表明：含透明质酸琼脂糖水凝胶在恒定压力作用下蠕变缓释量正比于蠕变体积；在给定压力和作用时间的情况下，耦合扩散和大变形理论模型可以在误差允许范围内定量预测含透明质酸琼脂糖水凝胶的缓释量。该研究成果可为未来水凝胶作为人造关节囊实现人工关节定量润滑提供参考。     

卵磷脂润滑对CoCrMo合金摩擦行为的影响

选用卵磷脂作为研究介质,通过三种分散方法制备了不同粒径的脂质体润滑剂,借助销盘式摩擦磨损试验分析了脂质体粒径和浓度对人工关节用CoCrMo合金摩擦行为的影响.在此基础上,进一步分析了不同载荷作用下脂质体润滑性能的变化,结果表明:通过组合超声分散方法制备的脂质体平均粒径尺寸最小(约为217.2 nm),其润滑作用下的配副摩擦系数约为0.11,相对于牛血清白蛋白(BSA)润滑下的摩擦系数降低了26%;当脂质体质量浓度在0.1~0.5 mg/mL之间变化时,配副摩擦系数随着质量浓度增加而降低(由0.27降至0.11);在不同载荷(2~10 N)作用下,脂质体表现出良好的承载性能及润滑效果,配副的摩擦系数均在0.10左右波动,接触界面吸附的脂质膜发挥了减摩耐磨作用.     

316L／45#钢在MoS2水基润滑液润滑下的摩擦磨损性能

通过316L不锈钢与45#钢在去离子水、二硫化钼水基润滑液、30#机械油3种工况下,分别改变其载荷进行滑动摩擦实验,比较其摩擦磨损性能并分析磨损机制。结果表明,载荷为250N时,MoS2水基润滑液润滑工况下的摩擦系数比去离子水工况下降低67．3％,磨损量降低了83．5％;摩擦系数比30#机械油工况下增加12．5％,磨损量增加147．1％。