MoS2基复合涂层潮湿储存后的摩擦学性能分析

利用摩擦学试验及XPS测试考察了非平衡纳米复合等离子体镀膜技术沉积的MoS2基纳米复合薄膜的抗潮湿性和耐磨寿命等.结果表明,在相对湿度(RH)为60%～70%的环境下储存后,TiN-MoS2薄膜的摩擦学性能迅速降低直至失效;而TiN-MoS2/Ti和TiN-MoS2/TiN复合膜的抗潮湿性能显著提高.因而Ti和(或)N2的适量添加显著增强了MoS2基复合薄膜的抗潮湿及耐磨性能.     

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.     

沉积条件对MOS2/Ti复合膜性能的影响

MoS2/Ti复合膜由直流磁控溅射方法制备,膜中Ti的原子分数x(Ti)和硬度Hv随着Ti靶溅射电流I(Ti)的增加而增加.FE-SEM(场发射扫描电子显微镜)对膜表面形貌观察发现,MoS2/Ti复合膜是由尺寸为几十到几百nm的颗粒组成,膜的致密性和膜中x(Ti)有关,x(Ti)越高,膜的致密性越好,从而膜的Hv也就越高.偏压Ub是影响膜性能的重要因素,随着Ub的增加,膜的Hv也增加,当Ub=-100 V时,膜的Hv达到峰值;进一步增加Ub,膜的Hv则下降.     

纳米SiC含量对Ti3SiC2/Al复合材料摩擦磨损特性的影响

采用SPS方法制备出SiC和Ti3SiC2双相增强Al基复合材料,并在MM-200型摩擦磨损实验机上进行干摩擦试验。研究了不同含量SiC对Ti3SiC2/Al复合材料组织及耐磨性的影响,结果表明,颗粒体积分数及磨损载荷对复合材料摩擦磨损特性有显著影响。复合材料具有良好的摩擦磨损性能,烧结温度为550℃,SiC的体积分数从0.5%上升到2%时,复合材料的摩擦系数从0.34降到0.285,降低16.2%。烧结温度为400℃,SiC的体积分数从0.5%上升到2%时,复合材料的磨损量从0.0079降到0.0039,降低50.63%。     

组合超声场下电沉积Ni-Nd2O3纳米复合镀层的摩擦磨损性能

在组合超声场下利用电沉积方法制备了Ni-Nd2O3纳米复合镀层,利用扫描电镜分析了复合镀层微观形貌和纳米颗粒含量,测试了复合镀层显微硬度,并考察了复合镀层的摩擦学性能和磨损机理。研究结果表明:组合超声对Ni-Nd2O3纳米复合镀层微观组织、颗粒含量、显微硬度和耐磨性均有影响;与无超声和单一超声相比,在组合超声空化效应和协同效应的影响下,复合镀层晶粒得到进一步细化,组织致密性得到提高,纳米颗粒含量和显微硬度得到提升;组合超声作用下制备的Ni-Nd2O3纳米复合镀层摩擦因数小、磨损率低,表现出优良摩擦学性能。     

不同压力下Ti3SiC2陶瓷的干摩擦磨损性能研究

采用反应烧结技术制备了Ti3SiC2陶瓷.利用环盘摩擦磨损试验机,研究了压力(载荷)对反应烧结Ti3SiC2陶瓷的干摩擦磨损性能的影响.试验在环盘摩擦试验机上进行,以低碳钢为对摩体,温度为25℃,相对湿度为23%~25%,滑动时间为0.5 h,滑动速度为0.5 m/s,法向压力为20~60 N.试验结果表明:随着压力的增大,Ti3SiC2陶瓷的干摩擦因数和磨损率均呈现先增加后降低趋势,干摩擦因数正压力为30 N时最大,而磨损量则在压力为40 N时最大.利用扫描电镜分析了压力对Ti3SiC2陶瓷的干摩擦磨损性能的影响,探讨了其摩擦磨损机理:当压力较小时,磨损以磨损表面发生流变和Ti3SiC2粒子脱落造成的磨粒磨损为主;当压力超过40 N时,则以氧化膜的轻微划痕和轻微黏着磨损为主.     

Ti3SiC2的高速摩擦特性及摩擦氧化行为

研究了高纯度多晶块体Ti3SiC2高速摩擦特性及摩擦氧化行为．实验在盘-块式高速摩擦试验机上进行，以低碳钢为对磨体，温度25℃，相对湿度23％～25％，滑动速度20～50m／s，法向压强0.1～0．8MPa．结果表明，摩擦系数随滑动速度的提高而减小，而在给定的滑动速度下随法向压强的增大先增大后减小，在40～50m／s的滑动速度和0．8MPa的法向压强下达到最小值0．17．摩擦系数的减小归因为Ti3SiC2表面摩擦氧化层的存在．该氧化层由Ti、Si和Fe的氧化物组成，具有显著的减摩作用．     

聚四氟乙烯复合薄膜的摩擦磨损性能

制备了一种PTFE(聚四氟乙烯)复合固体润滑膜(复合膜),在干摩擦状态下研究这种涂层的摩擦磨损性能,并将其摩擦系数、磨损率以及磨痕形貌与PTFE单质涂层(单质膜)进行对比.结果表明:复合膜摩擦系数较低且稳定,磨损率远低于单质膜磨损率,说明该复合膜能在摩擦磨损过程中形成稳定的转移膜,为此可有效改善单质PTFE的摩擦磨损性能,同时获得较低的摩擦系数和较低的磨损率.     

三维SnO2/C/rGO复合纤维膜电极制备及储锂性能

三维(3D)纳米纤维复合膜电极结构设计,避免了电极片制备过程中导电剂、黏结剂的添加,增强了电解液的浸润能力,对改善锂离子电池容量及倍率性能具有重要的价值和意义.采用同步静电纺丝和静电喷雾技术,结合氩气煅烧技术,制备了3D网络结构SnO_2/C/rGO复合纤维薄膜电极.这种由一维(1D)SnO_2/C纳米线组合二维(2D)石墨片构成3D纳米复合纤维薄膜电极,一方面通过碳纤维连续包覆SnO_2颗粒,有利于缓解SnO_2充放电过程中剧烈的体积变化,增强其稳定性;另一方面通过碳纤维与二维石墨烯复合构成3D网络结构,有利于改善纤维膜电极的导电性,进而提高其倍率性能.研究表明,制备的SnO_2/C/rGO复合纤维膜电极展示了其优良的放电容量、倍率性能及循环稳定性.于电流密度为0.4、0.8、1.6、2.4和4 A·g~(-1)时,10次循环后放电容量分别达到797、659、626、534和468 mAh·g~(-1),且当电流密度回落至0.4 A·g~(-1)时放电容量可恢复到709 mAh·g~(-1);4 A·g~(-1)充放电540次电极容量仍可达457 mAh·g~(-1),库伦效率接近100%.     

不同纯度Ti3SiC2的摩擦磨损行为

利用盘块式高速摩擦试验机,在滑动速度为20 m/s、法向载荷范围为0.2～0.8 MPa的条件下,试验研究了高纯度钛硅碳Ti3SiC2材料及含碳化钛TiC的Ti3SiC2材料的摩擦与磨损行为.两种材料的摩擦系数随着压力的增大都呈现出先增加后平缓减小的趋势,高纯度Ti3SiC2材料的磨损率随着压力的增加呈减小趋势,而含TiC的Ti3SiC2材料的磨损率随着压力增加呈先减小后增加的趋势.扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)的观察和分析结果表明,在Ti3SiC2的摩擦表面有摩擦生成氧化层的存在.该氧化层具有降低摩擦系数和磨损率的自润滑作用.     

Ti或TiN的添加对MoS2基复合薄膜耐磨性能的影响

为改进纯MoS2薄膜在大气环境下极易氧化失效且耐磨损性能较差的缺点,采用非平衡纳米复合等离子体镀膜技术合成了MoS2基薄膜, 该薄膜由Ti或TiN与MoS2共沉积而成.采用扫描电子显微镜、干钻削和车削实验确定薄膜的结构、成份和机械性能.结果显示, 在潮湿和超低温环境下,薄膜具有优异的耐磨寿命和抗氧化性.实验表明, 改进后的MoS2基复合薄膜在机加和成型等领域中具有广泛的应用前景.     

镍基纳米Al2O3粉末复合电刷镀镀层的耐磨性

为了进一步提高刷镀层的耐磨性 ,在 4 5 #钢基体上刷镀含有纳米 Al2 O3粉末的镍基复合镀层。通过光学金相显微镜、扫描电子显微镜对镀层显微组织进行分析 ,用显微硬度计测定了镀层和基体的硬度 ,在 SRV磨损试验机上进行了磨损试验 ,用表面形貌仪测量了镀层磨损量。试验结果表明 ,加入纳米 Al2 O3粉末的复合镀层的硬度要比单纯的致密镍镀层的硬度高。随着纳米 Al2 O3粉末加入量的增加 ,复合镀层硬度逐渐提高。含纳米 Al2 O3粉末的镍基复合镀层与单纯致密镍镀层相比 ,具有更高的耐磨性 ,将有广泛的应用前景。     

油润滑下WSi2/MoSi2复合材料的摩擦学性能

运用M 200型摩擦磨损试验机测定了WSi2/MoSi2复合材料与45#钢配副油润滑时的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜分析了其磨损机理.结果表明:油润滑可明显改善WSi2/MoSi2复合材料的摩擦学性能,在80～120N时材料具有较好的摩擦磨损综合性能;在油润滑下,WSi2/MoSi2复合材料的磨损机理表现为点蚀磨损和磨粒磨损,偶件45#钢的损失主要归因于磨粒的切削作用.图6,参13.     

等离子处理时TiN-MoSx/Ti涂层中S大量刻蚀的XPS分析

采用XPS对TiN-MoSx/Ti复合膜表面S被Ar^ 大量刻蚀后化学组成及摩擦学性能的变化机理进行了研究。长时间离子轰击后复合膜表层的化学计量值x从最初的2.03降至1.25,Mo3d5/2的结合能从231.73eV相应减小到231.07eV。刻蚀5min后的涂层表面为深黑色的致密结构,摩擦学性能优异;而刻蚀15min后的涂层表面为浅灰色的疏松结构,且摩擦损性能也大幅下降。     

镍基纳米SiC复合镀层的摩擦学性能

为研究镍基纳米 Si C复合镀层的摩擦学性能 ,在A3钢板上制备了该镀层 ,利用扫描电镜对镀层显微组织进行观察 ,通过纳米显微力学探针测量镀层微区硬度 ,在 MM-2 0 0摩擦磨损试验机上对镀层进行磨损试验 ,研究阴极电流密度、温度和镀液中 Si C浓度等主要工艺参数对镀层耐磨性能的影响。结果表明 :Si C颗粒在镀层中分布均匀 ;Si C颗粒附近镀层的硬度是纯镍镀层的 3倍 ,但随着远离 Si C,复合镀层硬度明显下降 ;复合镀层的耐磨性能与普通镍镀层相比有较大幅度的提高 ,在油润滑条件下磨损体积为普通镍镀层的 1/ 8。     

Cu/Ti3 AIC2复合材料的耐磨性研究

以元素单质粉Ti,Al,C,Cu为原料,采用机械合金化和放电等离子烧结(SPS),成功制备了Cu/Ti3AlC2复合材料块体,并对其进行了组织性能分析.实验结果表明:采用SPS烧结技术制备的Cu/Ti3AIC2复合材料,随着Ti3AIC2含量的增加,其显微硬度逐渐提高,相同烧结工艺条件下(900℃烧结,保温20 rain)添加15vol%Ti3AlC2复合材料的硬度比纯Cu提高近2倍;添加适量的Ti3AlC2可显著提高复合材料的耐磨性,当复合材料中含5vol%Ti3AlC2时,磨损量降低30%以上.     

Ni-P-Al2O3化学复合镀层的制备及其耐磨性能

碳钢表面进行化学镀处理,对提高碳钢的耐磨性能有重要作用。在Q235钢表面制备Ni-P镀层及不同纳米Al2O3颗粒含量的Ni-P-Al2O3镀层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和摩擦磨损实验机对镀层的表面形貌、相组成及摩擦磨损性能进行研究。结果表明:Ni-P-Al2O3镀层的磨损量、摩擦系数均小于Ni-P镀层,分别为2.6 mg和0.5;Ni-P-Al2O3镀层的磨损以犁沟磨损为主,磨粒磨损和黏着磨损为辅,Ni-P镀层的磨损为犁沟磨损。该研究可以为Ni-P-Al2O3镀层的实际应用提供理论支持。     

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