铜基粉末冶金摩擦材料的湿式摩擦性能

采用粉末冶金方法制备铜基湿式摩擦材料,利用金相技术分析材料表面的微观结构,并用MM-1000摩擦试验机研究制动条件对动摩擦因数影响的变化规律。研究结果表明：添加短切炭纤维增强的材料能有效提高材料的能量许用负荷和摩擦因数;摩擦副的制动速度为1500r／min和2500r／min时,摩擦因数随制动压力的增加而减小;摩擦副的制动速度为3500r／min时,摩擦因数随制动压力的增大呈现先降低而后增大的趋势;当制动压力为1．0MPa和1．5MPa时,摩擦因数随制动速度的提高而缓慢减小;当制动压力为2．0MPa和2．5MPa时,摩擦因数随制动速度的增加呈现先减小而后急剧增大的趋势。     

中间相炭微球改性聚苯胺超级电容器电极材料研究

本文以活性中间相炭微球为基底,过硫酸铵(APS)为氧化剂,通过原位化学聚合法聚合苯胺,得到聚苯胺/活性中间相炭微球复合材料(PANI/A-MCMB),采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)对其形貌和结构进行表征。以PANI/A-MCMB复合物为电极活性物质,1.0 mol/L H_2SO_4水溶液为电解液,组装对称型超级电容器,用循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗(EIS)、恒流充放电(GCD)等测试手段测试超级电容器的电化学性能。实验结果表明,电流密度恒为0.1A/g时,PANI/A-MCMB复合材料单电极比容量为301.6F/g,1 000次循环后比容量为276.3F/g,比电容保持率为91.6%,较PANI材料(比容量为228F/g,1 000次循环后比电容保持率为39.5%)具有更好的比容量和循环稳定性。     

不同粒径中间相炭微球活化性能的比较

以热聚合煤沥青制得的三种粒径不同的中间相炭微球(MCMB)为原料，用氢氧化钾(KOH)做活化剂，在不同活化条件下对这三种中间相炭微球进行活化．其活化条件为：碱炭比为1-5，活化温度为700-900℃，活化时间为60-180min．考察了活化条件对这三种中间相炭微球的活化收率、碘吸附值的影响．     

不同粒径中间相炭微球活化性能的比较

以热聚合煤沥青制得的三种粒径不同的中间相炭微球(MCMB)为原料,用氢氧化钾(KOH)做活化剂,在不同活化条件下对这三种中间相炭微球进行活化.其活化条件为:碱炭比为1-5,活化温度为700-900℃,活化时间为60-180 min.考察了活化条件对这三种中间相炭微球的活化收率、碘吸附值的影响.     

烧结温度对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

为了探究烧结温度对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响,通过四种温度(825、850、875、900 ℃)热压烧结,成功制备了铜基粉末冶金摩擦材料。研究了材料的微观组织、密度、硬度、抗压强度、摩擦性能,由此得到材料的较佳烧结温度。结果表明,在四种烧结温度下,材 料中的各元素能均匀地分布在Cu基体中。随着烧结温度的升高,密度、硬度、抗压强度和摩擦因数都先增大后减小,而孔隙率和磨损量先减小后增大。Cr能改善Cu与C之间的湿润性,提高金属基体与非金属组元之间的结合强度,从而使材料的密度增大;Ni、Mn能向Cu中扩散,形成固溶体,阻碍位错运动,提高材料的硬度。铜基粉末冶金摩擦材料较佳烧结温度为850 ℃,此时的密度为6.17 g/cm³,孔隙率为8.62%,维氏硬度为81.2,抗压强度为172.8 MPa,摩擦因数为0.37,磨损量为0.074 g。     

铁粉类型对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

采用粉末冶金工艺分别制备含还原铁粉、泡沫纤维铁粉和铁合金粉的铜基摩擦材料,研究了铁粉种类对摩擦材料摩擦磨损性能的影响.当摩擦转速从3000 r·min-1提升至6200 r·min-1,用还原铁粉制备的样品,其摩擦因数随速度的升高出现严重衰退;含泡沫纤维铁粉的样品具有稳定的摩擦因数,试验范围内其波动值不超过0.024,但是磨损严重;采用铁镍合金粉制备的样品可有效减缓高速阶段摩擦因数的衰退,高速下摩擦因数波动低于0.027.以铁铬合金粉制备的样品,其磨耗随摩擦速度的增加几乎不发生变化,抗磨损能力最佳.     

硫存在下的中间相炭微球制备及形貌

在煤焦油沥青中添加硫，420℃下反应7h得到了不同形貌的中间相炭微球．通过对沥青中间相接组成、软化点和甲苯可溶物(TS)相对分子质量的测定，发现硫在热缩聚反应中交联作用明显．扫描电子显微镜(SEM)对中间相反微球形貌的表征结果显示，随着硫在原料中加量的增加，生成中间相构筑单元的时间推迟，中间相反微球的尺寸变大；另一方面，体系中的硫使先前生成的中间相反微球表面活性点增多，中间相反微球在碰撞时会发生粘连，后续的中间相构筑单元的堆积将产生各种异形，如哑铃形和蛹状等．另外，在开放体系中，使用氮气鼓泡，过快地形成了中间相反微球，这种炭微球存在大量的裂缝．     

石墨化中间相炭微球表面镀银的电化学性能

采用化学镀的方法在中间相炭微球的表面镀覆金属银,通过扫描电镜分析镀银后炭微球的表面形貌,利用X射线衍射对试样进行物相分析.将镀银的中间相炭微球用作锂离子电池负极材料,测试其电化学性能.研究结果表明:金属银镀覆在中间相炭微球的表面,随着镀银含量的增加,镀银中间相炭微球的首次放电容量升高,银含量16.5%的中间相炭微球的首次放电容量升高12.6mA·h/g;在湿度为25%的气氛中搁置12h后,未镀银的炭微球的放电容量降低16.3mA·h/g,循环稳定性变弱,20次循环后容量保持率为74.6%,而镀银量为16.5%炭微球的首次放电容量只降低6.1mA·h/g,并且循环稳定性强,20次循环后容量保持率为95.8%,说明镀银后中间相炭微球在潮湿条件下的电化学性能得到改善.     

中间相炭微球的结构对其电化学性能的影响

为了研究不同结构的炭微球对其电化学性能的影响,用聚合法以煤焦油为原料在添加和不添加炭黑的条件下制备中间相炭微球,用高倍扫描电镜观察了它们的形貌和结构,并且研究了它们作为锂离子电池炭负极材料的电化学性能.研究结果表明,在不添加炭黑的条件下得到"地球仪"型结构;对于这种结构的中间相炭微球,锂离子容易脱嵌,首次放电容量可达298.0mA·h·g-1,不可逆容量达48.5mA·h·g-1,但循环寿命短;而添加炭黑时得到层状混合结构,这种结构的中间相炭微球首次放电容量较小,为288mA·h·g-1,不可逆容量相对较大,为81.3mA·h·g-1,但衰减慢,循环寿命长.     

水溶性C60—乙烯基吡咯烷酮nm微球摩擦学行为

研究了一种新的水溶性富勒烯－乙烯基吡咯烷酮共聚的，ＴＥＭ发现其水溶液中形貌为球状，平均粒径约为４３ｎｍ。四球机试验表明，一定量的该富勒烯共聚物可有效提高水基液的承载能力、抗磨能力，减小摩擦系数，添加剂的最佳用量是其质量分数为０．３％，电子探针发现，添加该富勒烯共聚物可使磨斑变小，裂纹及点蚀凹坑明显减少，元素Ｃ和Ｎ在磨斑区均匀分布，表明该富勒烯共聚物在磨斑区形成连续膜。摩擦学性能的改善可能是由于该富     

中间相炭微球的粒径对其结构和性能的影响

采用X射线衍射、粒径分析、扫描电子显微镜、BET比表面积分析及电化学方法研究了粒径对中间相炭微球结构和性能的影响.研究结果表明:随着粒径的增加,中间相炭微球的堆积密度增大,比表面积减小;中间相炭微球电极的充电容量和不可逆容量减小,可逆容量与首次充放电效率增加;以中间相炭微球为负极制成063448型锂离子电池的放电容量随着中间相炭微球平均粒径的增大而增加,不可逆容量减少;以平均粒径为19.09μm的中间相炭微球为负极制成的电池放电容量为838 mA·h,首次充放电效率为87.29%,循环100次后的容量保持率为92.4%.     

煤沥青改性中间相炭微球制备高密高强石墨的研究

为解决低粘结组分中间相炭微球(MCMB)自烧结性较差的问题,采用热分析和扫描电镜等表征方法,研究了煤沥青种类对改性MCMB粉体烧结性能及其所制备的石墨材料性能的影响.结果表明,采用溶液混合法可在MCMB粉体(D50=23μm)表面均匀包覆一层煤沥青,并显著提高了低粘结组分MCMB粉体的烧结性能.以改性MCMB粉体为原料经等静压成型、焙烧和石墨化处理所制备的石墨材料均匀致密,抗折强度明显高于以未经改性处理的MCMB粉体为原料制备的石墨材料(22MPa),并按改性用高温沥青、改质沥青和中温沥青的顺序依次升高,分别为27.7 MPa、42.7 MPa和56.9 MPa.     

热处理时间对锂离子电池阳极用中间相炭微球充放电性能的影响

利用小角X射线散射（SAXS）及恒电流方法对不同时间热处理的中间相炭微球（MCMBs)的微观物理结构及充放电性能进行了研究。结果表明，随着热处理时间的延长，MCMBs内部的微孔孔径分布先变宽而后变窄，最可几孔径先增加尔后逐渐减小。随着热处理时间的延长MCMBs的首次充电可逆容量和库伦效率逐渐减小，而首次不可逆容量逐渐增加，MCMBs内部的微孔起到了储存锂离子的作用。     

热处理时间对锂离子电池阳极用中间相炭微球充放电性能的影响

利用小角X射线散射 (SAXS)及恒电流方法对不同时间热处理的中间相炭微球 (MCMBs)的微观物理结构及充放电性能进行了研究。结果表明 ,随着热处理时间的延长 ,MCMBs内部的微孔孔径分布先变宽而后变窄 ,最可几孔径先增加尔后逐渐减小。随着热处理时间的延长MCMBs的首次充放电可逆容量和库伦效率逐渐减小 ,而首次不可逆容量逐渐增加 ,MCMBs内部的微孔起到了储存锂离子的作用     

水溶性C60-乙烯基吡咯烷酮nm微球摩擦学行为

研究了一种新的水溶性富勒烯-乙烯基吡咯烷酮共聚物,TEM发现其水溶液中形貌为球状,平均粒径约为43nm.四球机试验表明,一定量的该富勒烯共聚物可有效提高水基液的承载能力、抗磨能力,减小摩擦系数,添加剂的最佳用量是其质量分数为0.3%.电子探针发现,添加该富勒烯共聚物可使磨斑变小,裂纹及点蚀凹坑明显减少;元素C和N在磨斑区均匀分布,表明该富勒烯共聚物在磨斑区形成连续膜.摩擦学性能的改善可能是由于该富勒烯共聚物可作为nm微球滚珠,引起了微观弹性滚动润滑.     

中间相炭-天然石墨球复合材料的制备及电化学性能

以煤焦油为原料在天然石墨球表面包覆一层中间相炭制备复合炭材料,研究中间相炭、天然石墨球和复合炭材料作为锂离子二次电池炭负极材料的电化学性能,并考察不同温度热处理得到的复合炭材料的电化学性能。研究结果表明：复合炭材料同时具有中间相炭及天然石墨球的优点;随着热处理温度的升高,复合炭材料的充放电容量有所降低,于700℃处理2 h的性能最佳,首次充电容量达378 mA.h/g,首次充放电效率为91.3%。复合炭材料在Li/C扣式电池中的循环性能得到提高,50个循环后容量保持率为96%。     

石墨烯微片对放电等离子烧结制备铜基摩擦材料性能的影响

采用放电等离子烧结技术(spark plasma sintering,SPS)制备铜基粉末冶金摩擦材料,研究石墨烯微片含量对铜基粉末冶金摩擦材料物理性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明：当石墨烯微片质量分数低于4%时,材料的密度、孔隙率和抗剪切强度随石墨烯微片含量的增加而升高;当石墨烯微片质量分数超过4%后,材料的密度、孔隙率及抗剪切强度随石墨烯微片含量的增加而略微减小;石墨烯微片质量分数为4%时,铜基粉末冶金摩擦材料具有最优的摩擦性能,此时其布氏硬度为82,剪切强度为98.73 MPa。     

材料的摩擦磨损性能与摩擦学设计

本文通过对摩擦系数的实验测量,探讨了配对材料,载荷和滑动速度对其影响,分析了摩擦磨损的危害及对其研究的重要性和方法,阐述了摩擦学设计在机械零件和机械工程监测中的应用及其发展。     

钨含量对铜基摩擦材料性能的影响

为了探究钨含量对制动用铜基摩擦材料性能的影响,采用热压烧结工艺制备了不同钨含量的铜基摩擦材料,对其物理性能、力学性能和摩擦磨损性能进行了测试。研究表明,铜基摩擦材料的密度随着钨含量的增加而增大,而剪切强度和硬度先增大后减小。钨提高了材料磨损表面微凸体接触的结点强度,从而提高了材料的摩擦因数。适量的钨可以有效地减少磨损表面剥离,有助于在磨损表面形成连续完整的摩擦膜,从而稳定摩擦因数,减小磨损质量。当钨含量过高时,在高温摩擦过程中会产生严重的犁沟或微裂纹,导致摩擦因数剧烈波动和磨损质量增大。钨的质量分数为3%时,铜基摩擦材料在不同温度和压力下具有较为稳定的摩擦因数和较小的磨损质量。     

基体成份对铜基摩擦材料性能的影响

研究了添加铝粉或锡粉以及用６－６－３青铜粉全部或部分代替铜粉所制得的粉末冶金铜基摩擦材料，分析了基体成份对材料硬度、摩擦因数和磨损量的影响．研究结果表明：与纯铜基材料相比，铝含量为３．５％（质量分数）或含少量６－６－３青铜粉的摩擦材料，在低转整、小比压时，摩擦因数不降低，而磨损量减小，硬度得到提高；含锡摩擦材料的摩擦因数和磨损量都急剧降低，但硬度增加．