喻利花
,
马冰洋
,
许俊华
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00714
通过非平衡磁控溅射的方法制备了不同C含量的ZrCN复合薄膜, 采用XPS, XRD, SEM, AFM, 纳米压痕仪和摩擦磨损仪等对薄膜的化学成分、微结构、表面形貌、力学性能及摩擦磨损性能进行了研究. 结果表明, ZrCN薄膜中(C+N)/Zr原子比对薄膜的相组成、微结构和力学性能都有很大的影响. 当(C+N)/Zr原子比小于1时, C进入ZrN的晶格间隙并形成Zr(C, N)固溶体. 而当(C+N)/Zr原子比大于1时, 多余的C形成非晶态的CN或单质C, ZrCN复合膜呈fcc结构. 随着C含量升高, ZrCN复合膜的硬度先增大后减小, 而摩擦系数逐渐减小, 磨损所产生的磨痕逐渐变窄、变浅. C的加入使得ZrCN复合膜的摩擦磨损形式发生改变, 摩擦磨损性能得到提高. 含C量为13.2%的ZrCN薄膜硬度达到31 GPa, 摩擦系数仅为0.26, 综合具备了硬度高、摩擦磨损性能好的优良特点.
关键词:
ZrCN薄膜
,
nanostructure
,
mechanical behavior
,
friction and wear
许俊华鞠洪博喻利花
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00751
采用射频磁控溅射制备不同Mo含量的TiMoN薄膜. 利用XRD, SEM, EDS, 纳米压痕仪和高温摩擦磨损实验对薄膜的相结构, 形貌, 成分, 力学性能和摩擦磨损性能进行分析. 结果表明, TiMoN薄膜为fcc结构; 当Mo占金属元素总量的比例X<68.37%(原子分数)时, 薄膜主要为Mo在TiN中的置换固溶体; 当X>68.37%时, 薄膜主要为Ti在Mo2N中的置换固溶体; 随Mo含量的增高, 择优取向发生改变, 晶粒尺寸逐渐减小, 薄膜的显微硬度显著升高, 最高达36.37 GPa, 摩擦系数逐渐降低, 并在X达到68.37%后稳定在0.4左右; 不同Mo含量的TiMoN薄膜的磨损率在10-8-10-6 mm2/N之间, 优于TiN薄膜. 基于晶体化学理论,对TiMoN薄膜低摩擦系数的原因进行了讨论.
关键词:
射频磁控溅射
,
TiMoN coatings
,
microstructure
,
friction and wear
张健
,
郭策安
,
张罡
,
郝士明
腐蚀科学与防护技术
分别测试在CrNi3MoVA钢表面溅射NiCrAlY涂层和电火花沉积NiCrAlY涂层的室温摩擦磨损性能, 研究了磨损机制. 结果表明: 在稳定磨损阶段, 两种涂层的摩擦系数均低于基体, 其中电火花沉积层的摩擦系数最小, 具有显著的减摩效果. 溅射涂层的磨损机制主要是粘着磨损, 而电火花沉积层的磨损机制主要是微切削磨料磨损.
关键词:
CrNi3MoVA钢
,
NiCrAlY coating
,
sputter
,
electrospark deposition
,
friction and wear
武元元
,
孙建林
,
周福伟
,
王冰
材料科学与工艺
为研究ZnO纳米粒子对轧制液摩擦学性能和轧制润滑性能的影响,制备了以ZnO纳米粒子为添加剂的水基纳米轧制液和传统轧制乳化液.通过四球摩擦学试验和四辊冷轧试验,对比研究了其摩擦学特性和轧制润滑性能,利用金相显微镜和热场发射扫描电子显微镜（FESEM）等手段对轧后硅钢表面的形貌和成分进行分析,并给出了ZnO纳米粒子的减摩抗磨作用机理.研究表明：随接触载荷增大,水基轧制液的μ值和轧后表面粗糙度呈现出不同于传统轧制乳化液的变化趋势;水基轧制液的ZnO纳米粒子含量为0.7%时,摩擦学性能和轧制润滑性能最好,与传统轧制液相比,极压系数PB提高8.4%,摩擦系数μ降低43%,轧后表面粗糙度Ra降低37%;颗粒状ZnO纳米粒子分布在摩擦副表面的纳米级间隙处,类似微球轴承,起支承载荷的作用,使轧制液的减摩抗磨性能提高.
关键词:
Nano-ZnO
,
添加剂
,
表面质量
,
润滑性能
,
摩擦磨损
,
硅钢
,
轧钢
王超
,
汪怀远
,
李美玲
,
朱艳吉
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.07.011
分别研究了不同质量分数的纳米SiC填充碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)和钛酸钾晶须/聚醚醚酮(PTW/PEEK)复合材料在pH=1的硫酸溶液中的耐蚀性能和摩擦学性能.采用电化学工作站评价复合材料的耐蚀性能,使用差热分析仪与扫描电镜分析了复合材料的玻璃化转变温度与磨损面的形貌,并讨论了复合材料的防腐和耐磨机理.结果表明,在腐蚀性介质中质量分数2.5％纳米SiC增强复合材料的耐蚀性最佳,此时纳米SiC增强PTW/PEEK复合材料的耐蚀性能优于纳米SiC增强CF/PEEK复合材料.在酸性环境下,2.5％纳米SiC增强复合材料的摩擦学性能最佳,在滑动摩擦过程中,PTW不但起到了承载的作用,而且暴露的PTW可以填充到对偶面的划痕之中,减小了纤维对复合材料的刮擦以及磨粒磨损程度,所以相同含量纳米SiC增强PTW/PEEK复合材料优于CF/PEEK的摩擦学性能,其耐磨性是CF/PEEK复合材料的5倍.
关键词:
聚醚醚酮复合材料
,
纳米SiC
,
碳纤维
,
钛酸钾晶须
,
摩擦磨损
,
腐蚀
,
酸溶液
谷文翠
,
李寿德
,
王怀勇
,
陈春立
,
李朋
,
黄峰
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.5.006
为了提高TiB2涂层的致密性,采用磁控溅射技术,通过改变基片偏压,获得了floating,-30V,-90V三种偏压状态的涂层.利用XRD,SEM、纳米压痕仪、Vickers显微硬度仪和摩擦磨损试验机对涂层的结构和性能进行了分析.结果表明:所有制备涂层只存在六方结构TiB2相,偏压为floating状态时制备的涂层表现出疏松的柱状生长结构,硬度为15GPa.随偏压增大,涂层柱状结构变致密甚至消失,硬度和耐磨损性能都得到提高.偏压-30V提高到-90V,相对于floating状态制备的涂层,晶粒尺寸增加了一倍,达到21nm;柱状结构变致密最终消除;硬度从35.5GPa提高到61.9GPa,实现了超硬;同时耐磨损性能提高,使用摩擦副为直径6mm的Al2O3球进行干摩擦实验时,-90V制备的涂层磨损率为5.6×10-16m3/Nm,相对于-30V涂层降低了一个数量级.
关键词:
TiB2涂层
,
磁控溅射
,
偏压
,
摩擦磨损
赵志平
,
李有堂
,
李新勇
材料热处理学报
采用粉末火焰喷焊技术制备了以40Cr为基体,Ni60A镍基自熔性合金粉末为涂层材料的试样,利用疲劳试验机及摩擦磨损试验机研究了经不同重熔时间处理后试样的弯扭疲劳寿命及耐磨损性能,并采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微硬度计及非接触三维表面轮廓仪对涂层的磨损形貌、组织成分、表面硬度进行了分析.结果表明:合理的重熔时间长度为10 min.当重熔时间合理时,热喷焊件弯扭疲劳性能最强、涂层表面硬度最高、耐磨损能力最强.当重熔时间长度不合理时,涂层中Cr元素的偏析、SiO2颗粒物的生成等因素均显著影响了涂层的微观组织结构,降低了涂层件的疲劳寿命及耐磨损能力.
关键词:
火焰热喷焊
,
弯扭疲劳
,
涂层硬度
,
摩擦磨损
,
组织成分
陈雾
,
段海涛
,
顾卡丽
,
向亚玲
,
商宏飞
,
李健
高分子材料科学与工程
将多壁碳纳米管(MWNTs)以不同浓度与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)粉料共混,通过热模压成型的方法制备MWNTs/UHMWPE复合材料.利用分子动力学模拟对MWNTs/UHMWPE复合材料的粘附机理进行了深入研究,并预测出MWNTs对UHMWPE的摩擦学性能的改性作用;通过摩擦磨损试验系统研究了不同质量分数MWNTs对UHMWPE复合材料摩擦学性能的影响.结果表明:MWNTs可以作为有效填料用以制备UHMWPE复合材料;随着MWNTs含量的增加,MWNTs/UHMWPE复合材料表面硬度有少量增加,摩擦系数的变化并不显著;当MWNTs质量分数为0.3％时,复合材料表现出较小的摩擦系数和优异的抗磨性能.
关键词:
超高分子量聚乙烯
,
多壁碳纳米管
,
分子动力学模拟
,
摩擦磨损
,
结合能
张保森
,
徐滨士
,
张博
,
巴志新
,
王章忠
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.01.010
以纳米凹土纤维为原料采用机械球磨法制备了一种摩擦改性剂，利用往复摩擦磨损试验机评价了其对碳钢摩擦副的润滑及原位修复作用，借助扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)及纳米压痕仪(nano-indenter)对自修复层进行了表征，探讨了其减摩抗磨及自修复机理.结果表明，纳米凹土纤维具有优异的减摩抗磨性能且与载荷和速度的匹配有关；在50 N、1．0 m/s 时具有较低的摩擦系数及磨损率，分别较基础油降低约58％和81％.凹土纤维参与了摩擦表面复杂的理化作用，诱发形成了较为均匀连续的“多孔”修复层，厚约1．52μm；表面较为光滑平整，主要由 Fe、C、O、Si 及微量的 Mg、Al 元素构成，具有较高的纳米力学性能，有效地降低了摩擦磨损.
关键词:
纳米凹土纤维
,
原位修复
,
摩擦磨损
,
机理
