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。     

凸轮-挺柱摩擦副涂层的性能分析

凸轮-挺柱摩擦副的摩擦磨损对发动机性能具有重要影响。为了研究不同涂层下凸轮-挺柱摩擦副的摩擦磨损,分别针对WC(碳化钨)耐磨涂层、Ni Cr-Cr3C2减摩涂层及不添加涂层3种情况进行摩擦学性能试验。在相同涂层情况下,对具有不同形貌的样件进行磨损试验,得到摩擦系数、磨损质量以及磨损比重等试验曲线和数据。在分析试验数据的基础上,确定凸轮-挺柱摩擦副采用Ni Cr-Cr3C2涂层后,其使用寿命得到提高,并且表面粗糙度大,可起到改善摩擦特性的作用。     

不同环境介质中TC4合金微动磨损机理研究

采用SRV-IV微动磨损试验机探究GCr15/TC4合金配副在空气介质和纯水环境中混合滑移状态下的微动磨损特性.使用激光共聚焦显微镜和扫描电镜表征三维形貌、磨损体积、磨损表面形貌,结合摩擦系数曲线和微动图探究在不同环境介质中TC4合金在混合滑移状态下微动磨损机制.结果表明:混合状态下,摩擦系数曲线在3种介质中变化趋势基本一致.干摩擦条件下,25 ℃空气环境中摩擦系数较高而且波动程度较大,磨损体积最大,磨损机制主要为粘着磨损和轻微的氧化磨损;300 ℃大气环境中,摩擦系数和波动程度最小,高温和摩擦热加速了磨粒的氧化形成第三体,揭示了TC4合金具有高温耐磨特性,磨损机制为粘着磨损和氧化磨损.与干摩擦相比,水覆环境中摩擦系数、波动程度以及磨损率介于两者之间,水介质起到润滑和减摩作用,磨损机制为磨粒磨损.     

钛酸铁钠晶须增强FEVE防腐耐磨复合涂层的制备与性能

以三氟氯乙烯/四氟乙烯-烷基乙烯基醚/酯(FEVE)为基料,钛酸铁钠(NaFeTiO_4)晶须为主要减摩耐磨填料,通过液相共混法制备兼具减摩耐磨防腐的无机-有机氟碳复合涂层材料,研究填料在树脂基体中的分散性及填料对涂层减摩耐磨性、防腐蚀性的影响。通过X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对钛酸铁钠晶须晶型、形貌及晶须在复合涂层中的分散性能进行表征。采用摩擦磨损试验机对涂层摩擦磨损性能进行评价,通过电化学交流阻抗对涂层防腐蚀性能进行评价。结果表明:钛酸铁钠晶须能够均匀稳定地分散在涂层基体中,当钛酸铁钠晶须的添加量为FEVE树脂质量的5%时,涂层的摩擦因数由0.854降低至0.709,体积磨损量由0.17 mm3降低至0.017 mm~3,耐磨性能提升近10倍,同时复合涂层具有优异的防腐蚀性能。     

转子钢20Cr13表面硬质PVD涂层摩擦磨损性能分析

通过多弧离子镀与磁控溅射结合工艺在20Cr13表面分别制备CrN、TiN、TiAlCrN3种PVD涂层,研究3种涂层的摩擦磨损性能。结果表明,各类涂层均能提升基材性能,其中TiAlCrN涂层试样硬度较高(67 845 N/mm²),CrN涂层试样薄膜结合力较高(30 N)、表面质量较优,TiN涂层试样对比另外两种涂层试样性能较差。TiAlCrN涂层试样摩擦因数较高(0.619),其硬度高、结合力好、耐磨损能力较强。在摩擦磨损试验中TiAlCrN涂层与CrN涂层表面所形成的耐磨、抛光作用的氧化膜增强了基底耐磨性能。综合考虑,TiAlCrN涂层为转子表面理想耐磨涂层。     

电弧喷涂铁基减摩涂层磨损性能的分析

在铝制发动机缸体内壁喷涂铁基减摩涂层代替在其内嵌套铸铁缸套,是实现汽车发动机缸体轻量化的一条重要途径。采用两种铁基合金制作铝制缸体内壁的减摩涂层,在干摩擦、浸油条件下分别进行磨损实验,并与耐磨性较好灰铸铁进行对比,结果显示干摩擦时金属氧化物的润滑效果较石墨差,而油液润滑条件下涂层耐磨性均优于灰铸。观察涂层发现其主要由扁平化粒子堆叠而成,粒子之间夹杂着带状氧化物,还存在一些未熔颗粒、孔隙,表明涂层的孔隙结构的储油效应和表面氧化物起到了明显的减摩作用。     

氮化硅表面生长金刚石薄膜及其摩擦磨损性能研究

目的研究金刚石耐磨涂层的摩擦磨损性能,以提高工件的使用寿命.方法利用微波等离子体化学气相沉积技术在氮化硅陶瓷基体表面制备金刚石薄膜.采用扫描电子显微镜、原子力显微镜和拉曼光谱仪对不同参数的金刚石薄膜进行结构表征,利用球-盘式摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对薄膜的摩擦学性能进行研究.结果制备的金刚石薄膜表面粗糙度小,结合力良好;金刚石涂层有效降低了氮化硅表面的摩擦因数与磨损率,摩擦因数约为0.12~0.25.在微波功率8 k W、腔体气压6 k Pa、甲烷体积分数8%的参数下制得的涂层具有最低的摩擦因数(0.12)和磨损率(1.18×10-7mm3/(N·m)).结论在氮化硅基体表面沉积金刚石薄膜可以提高氮化硅材料的摩擦磨损性能,提高工件寿命.     

多库酯类离子液体作为基础油添加剂对镁合金的润滑性能研究

目的 将5种多库酯类离子液体作为非极性基础油液体石蜡(LP)和极性基础油聚乙二醇(PEG400)的添加剂,研究其作为钢/镁合金摩擦副润滑剂的摩擦学性能,并分析润滑作用机理.方法采用离子交换法合成离子液体添加剂,并利用SRV-V微动振动摩擦磨损试验机、三维表面轮廓仪考察其摩擦学性能,采用X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜和石英晶体微天平对润滑作用机制进行探究.结果 5种多库酯类离子液体作为添加剂具有良好的减摩抗磨性能;添加量为1% 可以有效改善基础油LP的摩擦学性能,而离子液体作为基础油PEG400添加剂在3% 含量可以起到一定的减摩抗磨效果;XPS结果表明在摩擦过程中润滑剂与镁合金表面发生了摩擦化学反应,形成了MgO ,Mg3 (PO4 )2和MgSO4等物质的摩擦化学反应膜.结论 多库酯类离子液体作为非极性基础油LP和极性基础油PEG400的添加剂,均可以改善其对钢/镁合金摩擦副的润滑性能,且物理吸附膜和摩擦化学反应膜共同决定了其润滑性能.     

含BaSO_4钴基自润滑复合材料的制备及高温摩擦学性能

采用热压烧结技术制备3种含不同BaSO_4质量分数的钴基自润滑复合材料,研究其在室温到1 000℃范围内的摩擦学性能。在载荷为15 N、滑动速度为0.19 m/s的条件下,采用球-盘式高温摩擦试验机与Si_3N_4陶瓷球配副研究复合材料的高温摩擦学性能。采用X线衍射仪和扫描电镜等分析复合材料的物相成分和摩擦表面形貌。研究结果表明:随着BaSO_4质量分数的增加,复合材料的硬度和密度逐渐降低。从室温到800℃,复合材料的摩擦因数逐渐降低,这是由于随着温度的上升,复合材料的摩擦表面逐渐形成了由铬酸盐、钼酸盐和氧化物等组成的润滑膜,使得复合材料在高温条件下具有了较优良的减摩耐磨性能。在3种钴基复合材料中,含10%BaSO4的钴基自润滑复合材料在400～800℃范围内的摩擦学性能较好。     

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     

CrN/Cr涂层对Ti22Al26Nb合金的高温防护研究

采用电弧离子镀技术在O相Ti22Al26Nb合金表面镀覆CrN以及CrN/Cr涂层并研究了其在800和900℃空气中的等温氧化行为,结果显示O相钛合金表面施加单一的CrN涂层后,涂层表面在氧化时形成了保护性的氧化膜Cr2O3层,因此合金受到了良好的高温防护,但是涂层和基体合金之间发生了明显的互扩散;在CrN涂层和钛合金基体之间施加纯Cr扩散障层后形成的CrN/Cr涂层,其表面除了象单一CrN涂层那样氧化后形成了一层连续、致密、结合良好的保护性氧化膜Cr2O3层外,还能有效的抑制涂层与基体合金之间的互扩散,此外扩散障Cr层的存在使得靠近其基体的晶粒也出现了长大现象。     

纳米化对Ag-50Ni在H3PO4介质中腐蚀电化学行为影响

通过电化学极化曲线方法和电化学交流阻抗谱(EIS)技术对比研究了不同晶粒尺寸的Ag-50Ni合金在不同浓度的H3PO4介质中的耐腐蚀性能。结果表明:2种尺寸的Ag-50Ni合金在不同浓度的H3PO4介质中主要呈单容抗弧特征,其中纳米尺寸的Ag-50Ni合金在H3PO4浓度分别为0.0,0.1及0.5 mol/L中呈双容抗弧特征,表明电极表面腐蚀受电化学反应控制。随着H3PO4浓度的增加,合金的自腐蚀电位向负方向移动,传递电阻逐渐减小,腐蚀电流密度逐渐增大,表明腐蚀速度加快。在同一种浓度腐蚀介质中,常规尺寸Ag-50Ni合金的腐蚀电流密度低于纳米尺寸Ag-50Ni合金,表明晶粒细化后抗腐蚀性能降低。     

海藻酸钠-铁凝胶球对无机磷和Cr2O72-吸附

对海藻酸钠在氯化铁溶液中的成球特性,制备海藻酸钠-铁(SA-Fe)凝胶球,并对废水中无机磷和Cr2O72-吸附容量及吸附机理进行了研究.结果表明,SA-Fe凝胶球对溶液中的无机磷和Cr2O72-有较强的吸附能力,且SA-Fe凝胶球在对无机磷和Cr2O72-的吸附过程中优先吸附无机磷.相对于Cr2O72-,PO43-与Fe3+的结合具有优先级.SA-Fe凝胶球吸附无机磷和Cr2O7-2的等温吸附曲线都更加符合Langmuir型,吸附行为属于单分子层吸附,凝胶球网络中的Fe3+与溶液中Cr2O72-和PO43-发生化学反应,生成Fe2(Cr2O7)3和FePO4,被吸附于凝胶网格中去除.     

Isothermal oxidation behavior and mechanism of a nickel-based superalloy at 1000℃

The oxidation behavior of a nickel-based superalloy at 1000°C in air was investigated through X-ray diffraction, scanning electron microscopy, andenergy-dispersive spectroscopy analysis. A series of oxides, including external oxide scales (Cr2O3, (TiO2 + MnCr2O4)) and internal oxides (Al2O3,TiN), were formed on the surface or sub-surface of the substrate at 1000°C in experimental still air. The oxidation re-sistance of the alloy was dependent on the stability of the surface oxide layer. The continuity and density of the protective Cr2O3 scale were affected by minor alloying elements such as Ti and Mn. The outermost oxide scale was composed of TiO2 rutile and MnCr2O4 spinel, and the growth of TiO2particles was controlled by the outer diffusion of Ti ions through the pre-existing oxide layer. Severe internal oxidation oc-curred beneath the external oxide scale, consuming Al and Ti of the strength phaseγ′ (Ni3(Al,Ti)) and thereby severely deteriorating the sur-face mechanical properties. The depth of the internal oxidation region was approximately 35μm after exposure to experimental air at 1000°C for 80 h.     

垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化研究

以华中某垃圾焚烧发电厂产生的飞灰为研究对象,分别考察了乙基黄原酸钾（乙基黄药）、硫化钠、高分子重金属离子捕集沉淀剂DTCR、磷酸钠、二乙基二硫代氨基甲酸锌（二乙氨基荒酸锌）以及磷酸钠与二乙氨基荒酸锌的混合药剂对飞灰进行稳定化处理的效果,运用X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和BCR三步提取法对飞灰中重金属的稳定化机理进行研究。研究结果表明：磷酸钠能有效稳定飞灰中重金属元素Pb、Cr,二乙氨基荒酸锌则对Cd、Ni等元素稳定化效果较好,采用8%磷酸钠和1%二乙氨基荒酸锌的混合药剂配伍方案添加处理飞灰,能满足国家的填埋标准。研究发现重金属与混合药剂反应没有生成晶体,而是在过程中与稳定化药剂反应生成絮状沉淀均匀地附着在飞灰颗粒表面及缝隙中,使其棱角变得模糊、表面变得致密,处理后的飞灰中重金属形态由不稳定态转化为稳定态,有效降低了飞灰中重金属的浸出浓度。     

Cu48Zr43Al9合金在0.05mol/L Na2SO4介质中腐蚀电化学行为研究

采用真空电弧熔炼法制备Cu48Zr43Al9晶态合金及铜模铸造法制备Cu48Zr43Al9非晶合金。通过极化曲线和交流阻抗谱技术研究了Cu48Zr43Al9晶态和非晶态合金在0.05 mol/LNa2SO4溶液中腐蚀电化学行为。结果表明,在0.05 mol/LNa2SO4溶液中,Cu48Zr43Al9晶态和非晶态合金的交流阻抗谱均呈单容抗弧,实验结果说明合金的腐蚀过程是由电化学控制。与非晶合金相比,腐蚀电位负移,晶态合金的电荷传递电阻减小,腐蚀电流密度变大,腐蚀速度加快。在0.05mol/LNa2SO4溶液中,Cu48Zr43Al9非晶态合金具有良好的耐腐蚀性能,这是因为非晶态合金不具有晶格缺陷,结构均一稳定。     

铁-钴复合粉体的化学沉积法制备

化学镀易于控制金属相的含量,工艺简单、成本低廉,得到的镀层均匀且与基体结合力好,是制备高性能的复合粉末的一种有前途的方法.本文采用化学镀的方法,在铁粉表面包覆一层金属钴,既对原铁粉进行表面改性,又制备了钴包铁复合粉末.实验结果表明：在pH值为8,氯化钴为25 g/L,次亚磷酸钠为25 g/L,柠檬酸钠为25 g/L,硫酸铵为63 g/L时,15 g/L的铁粉装载量可以得到最佳的镀覆效果.     

堆焊Mo-Cr-Fe-B合金覆层的组织及性能研究

采用自制Mo-Cr-Fe-B系药芯焊丝通过堆焊法在Q235钢基体表面制备覆层。借助光学显微镜、SEM、XRD、EDS、显微硬度计、磨损试验机等对覆层及结合界面的组织结构、物相、硬度分布及耐磨性进行了表征与分析,并研究了覆层堆焊成型的反应过程。结果表明,覆层主要由Mo_2FeB_2、M_3B_2(M:Mo、Cr、Fe)、Fe_2B、Fe(Cr、Mo)等相组成,覆层与钢基体结合良好,在覆层-钢基体界面结合处有元素的扩散,覆层硬度最高可达980HV0.5且耐磨性良好。     

NaCI溶液中Fe—W非晶镀层磷化膜的耐蚀机理

将Fe-W非晶镀层在锌系磷化液中进行磷化处理,表面形成致密的磷化膜,显著提高了镀层在NaCI溶液中的耐蚀性能;采用AES和XPS测定Fe-W磷化膜的成分和化学价态,并对膜层进行了深度剖析。实验结果表明,磷化膜主要由ZeZn2(PO4)2、Zn3(PO4)2及少量Fe2O3、WO3和钼酸盐组成,厚度约为210nm。此外,还探讨了磷化膜的耐蚀机理。     

电镀锌钢板CrO3—H3PO4—SiO2体系钝化膜

研究了电镀锌钢板ＣｒＯ３－Ｈ３ＰＯ４－ＳｉＯ２体系钝化膜的成分与结构，并对钝化膜的耐蚀性及其原因进行了探讨，结果表明，该钝化膜是１种由ＣｒＯ３，Ｃｒ（ＯＨ）３，ＣｒＯＯＨ，ＺｎＣｒＯ４，ＺｎＳｉＯ３，Ｚｎ３（ＰＯ４）２，ＣｒＰＯ４和ＳｉＯ２等化合物组成的，具有凝胶网络状结构的厚型复合转化膜，这种膜具有良好的屏蔽效应和缓蚀作用，能明显了改善镀锌钢板抗白锈的能力，它的耐蚀性是ＣｒＯ３－ＳｉＯ２体系钝化