基于涂层/织构/固体润滑剂协同的金属表面减摩耐磨结构与性能研究进展

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作者 刘锡尧 王叶 +4 位作者 秦乐佳 刘许亮 郭增飞 卢志伟 杨慷 《表面技术》 北大核心 2025年第4期17-37,共21页

在航空航天、高端机床及轨道交通等机械装备领域,金属零部件表面摩擦学性能研究主要集中在涂层、织构和固体润滑剂等方面。单一的摩擦结构已难以满足复杂工况下对摩擦磨损的需求,因此由涂层/织构/固体润滑剂组合构建的摩擦结构成为研究... 在航空航天、高端机床及轨道交通等机械装备领域,金属零部件表面摩擦学性能研究主要集中在涂层、织构和固体润滑剂等方面。单一的摩擦结构已难以满足复杂工况下对摩擦磨损的需求,因此由涂层/织构/固体润滑剂组合构建的摩擦结构成为研究重点。根据减摩耐磨结构形式不同,归纳总结了五类结构形式:基体混合润滑剂型、织构复合润滑剂型、涂层掺杂润滑剂型、织构复合涂层型和涂层织构润滑剂复合型,梳理了五类结构的设计及制备方法,同时探讨了各类结构在摩擦过程中的减摩耐磨机制,并对多种涂层在摩擦结构内发挥的保护作用、织构形状参数对摩擦结构减摩效果的影响规律、不同种类固体润滑剂间掺杂产生的相互影响进行了深入分析。此外,还阐述了各类摩擦结构润滑膜成形机制,归纳了各类摩擦结构在实际应用中的优缺点,总结了涂层/织构/固体润滑剂在摩擦界面中的相互作用机制,以及摩擦结构在多工况下的适应性等关键问题。最后,对开发新型环保可持续摩擦材料、智能润滑涂层及多功能一体界面结构的研究前景进行了展望。 展开更多

关键词 金属表面 涂层 织构 固体润滑剂 减摩耐磨 润滑膜 摩擦结构

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减摩耐磨激光熔覆涂层的研究进展

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作者 陈赞聪 陈文刚 +3 位作者 李祖阳 冯金明 杨志金 尹玫月 《功能材料》 北大核心 2025年第6期6050-6060,共11页

激光熔覆技术作为一种先进的材料表面改性手段,其所制备的涂层不仅具备组织结构紧密且均匀的特点,还能与基材实现冶金级的牢固结合,同时由于激光照射过程中的高能量密度导致的表面粗糙度降低,使得涂层具有优异的物理和机械性能。此外,... 激光熔覆技术作为一种先进的材料表面改性手段,其所制备的涂层不仅具备组织结构紧密且均匀的特点,还能与基材实现冶金级的牢固结合,同时由于激光照射过程中的高能量密度导致的表面粗糙度降低,使得涂层具有优异的物理和机械性能。此外,该技术还能有效改善涂层的表面质量,如抗腐蚀性、耐磨性等。在改善材料表面减摩耐磨性能及拓宽基体材料应用领域方面发挥着至关重要的作用。涂层材料的选择对激光熔覆涂层性能有着至关重要的影响。介绍了减摩耐磨激光熔覆层的常见材料系统(自熔性合金粉、陶瓷粉、稀土元素),利用激光熔覆法在基材上制备耐磨涂层,通过在合金粉中加入一定的合金成分和化学成分,可以改善其耐磨性,但在制备金属陶瓷复合涂料时,除加入碳化物陶瓷粉和氧化物陶瓷粉以外,还可以通过优化工艺参数,陶瓷粉末的配比来提高材料的减摩耐磨特性,除此之外,还可以在基体材料表面加入一定量的稀土元素,达到改善涂层缺陷,增加减阻抗磨特性的效果,但添加稀土元素的量要有一个限值,超过这个限值则会诱发新的涂层缺陷。最后重点阐述激光熔覆涂层在农业机械、航空航天、汽车等工业领域中的应用,并在现有的研究成果上对其未来发展进行了展望和总结。 展开更多

关键词 激光熔覆 减摩耐磨 研究进展

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Ni基软硬复合涂层减摩耐磨性能研究 被引量：2

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作者 刘锡尧 秦乐佳 +2 位作者 郭增飞 王叶 卢志伟 《摩擦学学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第11期1479-1493,共15页

为了解决硬质涂层减摩耐磨性能难以兼顾及润滑性能难控等问题,提出并制备了Ni基软硬复合涂层结构.以20CrMo钢为基体材料,采用激光熔覆技术将Ni20与WC粉末熔覆至基体表面,得到Ni基硬质涂层,制备含二硫化钼(MoS_(2))的聚四氟乙烯(PTFE)乳... 为了解决硬质涂层减摩耐磨性能难以兼顾及润滑性能难控等问题,提出并制备了Ni基软硬复合涂层结构.以20CrMo钢为基体材料,采用激光熔覆技术将Ni20与WC粉末熔覆至基体表面,得到Ni基硬质涂层,制备含二硫化钼(MoS_(2))的聚四氟乙烯(PTFE)乳液,通过喷涂-热固化的工艺在Ni基硬质涂层表面制备PTFE软质涂层,获得Ni基软硬复合涂层,以期实现材料优异的减摩耐磨性能.研究了Ni基软硬复合涂层的成形微观组织结构及不同载荷下的摩擦磨损性能,结果表明,Ni基软硬复合涂层硬度相较于基体提升20%以上,摩擦试验表明在宽载荷范围(3~15 N)内Ni基软硬复合涂层的摩擦系数持续稳定在0.15左右的较低数值范围内,在中载荷(6 N)时性能最优,此时,Ni基软硬复合涂层试样的摩擦系数相比基体和Ni基硬质涂层试样分别降低83%和80%,磨损量也相较于基体降低87%,FTFE软质涂层中PTFE和MoS_(2)与Ni基硬质涂层中的Ni20和WC的协同作用是材料摩擦磨损性能提升的主导原因,研究结果可为摩擦功能结构设计提供一定指导. 展开更多

关键词 软硬涂层 镍基 减摩耐磨 聚四氟乙烯 二硫化钼

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等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2/MoS_2陶瓷减摩耐磨涂层的结构与性能研究 被引量：12

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作者 李兆峰 程德彬 +1 位作者 蒋鹏 张建欣 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期93-96,99,共5页

采用等离子喷涂技术在钛合金表面制备Al2O3-TiO2陶瓷涂层,并用MoS2均匀填充涂层表面空隙,在TE66微磨粒磨损试验机上对涂层的摩擦学性能进行系统研究,利用扫描电镜、光学显微镜对涂层的表面形貌、元素构成、膜层厚度和磨斑形貌进行分析,... 采用等离子喷涂技术在钛合金表面制备Al2O3-TiO2陶瓷涂层,并用MoS2均匀填充涂层表面空隙,在TE66微磨粒磨损试验机上对涂层的摩擦学性能进行系统研究,利用扫描电镜、光学显微镜对涂层的表面形貌、元素构成、膜层厚度和磨斑形貌进行分析,并采用显微维氏硬度计和划痕试验机对涂层的显微硬度和结合强度进行测试。结果表明:涂层与基体之间的结合强度良好,显微硬度高达HV1 457,磨损失重量仅为未涂层样品的1.29%,摩擦因数大幅度降低,存在轻微的疲劳磨损特征。 展开更多

关键词 等离子喷涂 减摩耐磨涂层 显微硬度 摩擦因数 磨损失重

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纳微多级孔ACF/PTFE/PEEK复合材料的制备及发汗式减摩耐磨性能 被引量：4

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作者 汪怀远 林珊 +3 位作者 王宝辉 杨淑慧 闫雷 王超 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期128-132,共5页

采用模压-滤取和高温真空熔渍工艺及纳微多尺度协同设计制备了自身发汗式多级孔活性炭纤维(ACF)/聚四氟乙烯(PTFE)/聚醚醚酮(PEEK)复合材料。考察了ACF、微米级造孔剂NaCl含量及载荷对其摩擦学性能的影响。结果表明,当介孔ACF总质量分数... 采用模压-滤取和高温真空熔渍工艺及纳微多尺度协同设计制备了自身发汗式多级孔活性炭纤维(ACF)/聚四氟乙烯(PTFE)/聚醚醚酮(PEEK)复合材料。考察了ACF、微米级造孔剂NaCl含量及载荷对其摩擦学性能的影响。结果表明,当介孔ACF总质量分数为8%、NaCl总质量分数为30%所得多级孔ACF/PTFE/PEEK复合材料摩擦系数和磨损率最低,载荷为200N时,摩擦系数、磨损率分别为0.0259、5.26×10-16m3/N·m,较经典炭纤维增强PEEK复合材料摩擦系数减少86%,耐磨性提高了16倍。研究表明,介孔ACF在材料内部形成了贯通型三维网络毛细管道,如同人体汗腺机制,使微米级孔中储存的润滑脂在载荷和温度的作用下能在摩擦面上形成较好的润滑油膜,并且ACF能起到部分骨架支撑作用,因而ACF在材料中起到很好的减摩耐磨作用。 展开更多

关键词 聚醚醚酮 活性炭纤维 纳微多级孔 自润滑 减摩耐磨

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减摩耐磨激光熔覆涂层的研究现状及发展趋势 被引量：13

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作者 杨文斌 李仕宇 +3 位作者 肖乾 陈道云 王溯 张博 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期171-182,共12页

激光熔覆是一种新型的表面改性技术,对于提高材料表面的耐磨性具有重要意义。阐述采用激光熔覆技术来提高基体材料表面减摩耐磨性能方面的研究进展。首先介绍激光熔覆技术制备的Fe、Ni、Co基自熔性合金涂层及组织结构特征,指出这些涂层... 激光熔覆是一种新型的表面改性技术,对于提高材料表面的耐磨性具有重要意义。阐述采用激光熔覆技术来提高基体材料表面减摩耐磨性能方面的研究进展。首先介绍激光熔覆技术制备的Fe、Ni、Co基自熔性合金涂层及组织结构特征,指出这些涂层存在气孔、裂纹和成分偏析与组织不均匀性等缺陷。然后指出通过合理的粉末材料的选择及配比以及合理优化的熔覆工艺参数,可改善涂层性能,制备出表面性能优异的金属陶瓷复合涂层/稀土添加复合层;同时指明相比单一外部能量场,复合外部能场辅助激光熔覆制备的涂层显现出更优异的减摩耐磨效果。最后阐述新型耐磨涂层材料(自润滑耐磨涂层、高熵合金耐磨涂层,梯度耐磨涂层和纳米耐磨涂层)的组织结构和性能特征,指出高性能新型耐磨涂层可适用于多元场景,是未来研究的重点方向,并总结与展望激光熔覆制备耐磨涂层研究的发展趋势与应用方向。 展开更多

关键词 激光熔覆 减摩耐磨 耐磨涂层 研究进展

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碳纤维含量对碳纤维/中铜石墨复合材料减摩耐磨性能的影响 被引量：3

7

作者 许少凡 颜士钦 +2 位作者 凤仪 应美芳 王成福 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期543-545,共3页

在干摩擦条件下，对不同碳纤维含量的碳纤维／中铜石墨复合材料，进行了５０ｈ的摩擦磨损试验，并借助扫描电镜观察了它们的磨面。结果表明，随碳纤维含量的增加，碳纤维／中铜石墨复合材料的摩擦系数和磨损量均明显减小。

关键词 碳纤维 中铜石墨 复合材料 减摩耐磨性能

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碳纳米管增强铝复合材料减摩耐磨性研究进展 被引量：2

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作者 张伟 吴承伟 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期118-121,共4页

介绍碳纳米管及其阵列摩擦学性能的理论和实验研究,回顾碳纳米管增强铝基复合材料的减磨耐磨性能并讨论了其机理。针对使用碳纳米管增强铝基耐磨性中遇到的问题探讨了解决途径,以期为设计制造低摩擦、高耐磨性碳纳米管/铝复合材料提供... 介绍碳纳米管及其阵列摩擦学性能的理论和实验研究,回顾碳纳米管增强铝基复合材料的减磨耐磨性能并讨论了其机理。针对使用碳纳米管增强铝基耐磨性中遇到的问题探讨了解决途径,以期为设计制造低摩擦、高耐磨性碳纳米管/铝复合材料提供参考信息。 展开更多

关键词 碳纳米管 铝基复合材料 减摩耐磨

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聚合物基纳米复合材料减摩耐磨性能研究进展 被引量：1

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作者 郭清兵 谭赟华 李翠金 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期5-9,共5页

从填料的角度对聚合物基纳米复合材料的减摩耐磨性能研究进展进行了评述。主要介绍了减摩耐磨场合使用较多的纳米填料的研究进展。分析了不同填料填充的高分子复合材料的减摩耐磨性能,同一填料不同处理方式对复合材料减摩耐磨性能的影响... 从填料的角度对聚合物基纳米复合材料的减摩耐磨性能研究进展进行了评述。主要介绍了减摩耐磨场合使用较多的纳米填料的研究进展。分析了不同填料填充的高分子复合材料的减摩耐磨性能,同一填料不同处理方式对复合材料减摩耐磨性能的影响,并展望了减摩耐磨用复合材料的发展趋势。 展开更多

关键词 纳米复合材料 填料 处理 减摩耐磨

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改善内燃机活塞环减摩耐磨性能的研究 被引量：2

10

作者 匡建新 汪新衡 +1 位作者 欧阳远翔 朱航生 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第24期243-245,259,共4页

分析了活塞环基体组织、径向弹力及与汽缸套匹配状况对其减摩耐磨性的影响。结果表明:基体组织以回火索氏体、石墨呈细小均匀分布为佳;活塞环的径向弹力以250～300 N为宜。改进后的活塞环处理工艺为调质(920℃淬火+560℃×3 h回火)... 分析了活塞环基体组织、径向弹力及与汽缸套匹配状况对其减摩耐磨性的影响。结果表明:基体组织以回火索氏体、石墨呈细小均匀分布为佳;活塞环的径向弹力以250～300 N为宜。改进后的活塞环处理工艺为调质(920℃淬火+560℃×3 h回火)后再进行稀土离子表面渗氮处理,该工艺可显著改善活塞环的减摩耐磨性能,大幅度延长其使用寿命。 展开更多

关键词 活塞环 径向弹力 调质处理 稀土离子渗氮 减摩耐磨性能

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减摩耐磨超高分子量聚乙烯改性研究进展 被引量：9

11

作者 胡章润 毛宏萍 +4 位作者 郑显才 何浩 钟圣韬 古良鸿 彭娅 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期121-125,共5页

超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)优异的耐磨性使其在工程领域和生物领域得到广泛的应用。综述了减摩耐磨PE–UHMW改性的研究成果,重点阐述无机填料填充改性、接枝改性、辐照交联改性、表面沉积改性等方法对PE–UHMW摩擦磨损性能的改善,并对... 超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)优异的耐磨性使其在工程领域和生物领域得到广泛的应用。综述了减摩耐磨PE–UHMW改性的研究成果,重点阐述无机填料填充改性、接枝改性、辐照交联改性、表面沉积改性等方法对PE–UHMW摩擦磨损性能的改善,并对这些方法的优缺点进行了总结,最后展望了减摩耐磨PE–UHMW改性研究和应用的前景。 展开更多

关键词 超高分子量聚乙烯 减摩耐磨 进展

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高速条件下的减摩耐磨涂层制备 被引量：3

12

作者 苏静雨 蔡洪能 +1 位作者 雷逸舟 魏志远 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期769-775,共7页

工件在高速条件下工作时,由于同时受到摩擦磨损和高温的作用,会对其造成十分严重的损伤。针对在高速条件下工作的摩擦副,借助超音速火焰喷涂技术制备了含Ni包MoS 2的Ni-25MoS2/NiCr-Cr3C2减摩耐磨涂层,以期提高工件接触表面的耐磨损性能... 工件在高速条件下工作时,由于同时受到摩擦磨损和高温的作用,会对其造成十分严重的损伤。针对在高速条件下工作的摩擦副,借助超音速火焰喷涂技术制备了含Ni包MoS 2的Ni-25MoS2/NiCr-Cr3C2减摩耐磨涂层,以期提高工件接触表面的耐磨损性能,减小工件表面的摩擦因数,延缓工件基体表面的升温速率。通过三因素三水平正交试验计算出了最优喷涂工艺参数,包括送粉速率、O2流速、C3H8流速。对所获得的减摩耐磨涂层进行扫描电镜观察和X射线衍射分析,观察不同Ni包MoS2含量涂层的显微形貌,统计不同Ni包MoS2含量涂层的孔隙率,分析确定不同Ni包MoS2含量涂层的成分。最后,结合摩擦磨损试验,分析不同Ni包MoS2含量对Ni-25MoS2/NiCr-Cr3C2涂层减摩耐磨性能的影响,从而得到性能优异的减摩耐磨涂层。 展开更多

关键词 高超声速 超音速火焰喷涂 减摩耐磨涂层 NiCr-Cr3C2 高温

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润滑耐磨耐蚀功能一体化有机黏结涂层的研究进展 被引量：1

13

作者 陈明锴 陈磊 +3 位作者 马彦军 张定军 周惠娣 陈建敏 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期182-190,共9页

随着现代化装备技术的快速发展,高端机械装备服役工况变得愈加复杂苛刻,磨损与腐蚀耦合损伤加速了高端机械装备运动部件的损伤失效,导致装备服役寿命大幅缩减,带来了严重的安全问题。润滑耐磨耐蚀功能一体化有机黏结涂层克服了润滑耐磨... 随着现代化装备技术的快速发展,高端机械装备服役工况变得愈加复杂苛刻,磨损与腐蚀耦合损伤加速了高端机械装备运动部件的损伤失效,导致装备服役寿命大幅缩减,带来了严重的安全问题。润滑耐磨耐蚀功能一体化有机黏结涂层克服了润滑耐磨涂层和防腐蚀涂层的单一功能局限,为解决运动部件的磨损和腐蚀问题提供了有效方案。文中首先探讨了关键运动部件面临复杂服役工况的严峻挑战、材料磨损与腐蚀耦合的损伤机制;然后分别由黏结剂、填料和润滑剂3个方面介绍了目前润滑耐磨耐蚀功能一体化有机黏结涂层的研究进展,对涂层的组成结构与力学性能、摩擦学性能、耐腐蚀性能间的构效关系进行了分析,并对不同涂层的局限性进行了概述;之后详细总结了润滑耐磨耐蚀功能一体化涂层的应用现状;最后对润滑耐磨耐蚀功能一体化涂层的发展方向进行展望。 展开更多

关键词 磨损-腐蚀 减摩耐磨 耐蚀 功能一体化 有机黏结涂层

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织构化刀具表面摩擦磨损特性与减摩降磨机制研究 被引量：1

14

作者 刘朝伟 杨发展 +4 位作者 姜芙林 黄珂 杨宇 赵烁 隋潇斌 《机床与液压》 北大核心 2024年第11期114-124,共11页

在刀具表面设计并加工出一定结构的微织构,可大幅改善刀具-切屑表面的摩擦状态。为了探究不同形态的织构刀具在干摩擦状态下的摩擦磨损特征,通过有限元仿真分析软件ABAQUS对不同织构类型的刀具进行分析,结合刀具的应力状态分布情况分析... 在刀具表面设计并加工出一定结构的微织构,可大幅改善刀具-切屑表面的摩擦状态。为了探究不同形态的织构刀具在干摩擦状态下的摩擦磨损特征,通过有限元仿真分析软件ABAQUS对不同织构类型的刀具进行分析,结合刀具的应力状态分布情况分析各类织构对减摩抗磨作用的影响。同时,利用飞秒激光器在刀具表面加工不同类型的织构并与钛合金磨球进行摩擦磨损实验,测定其摩擦因数,分析不同类型织构刀具表面的磨损情况和形貌。仿真及试验结果表明:刀具T1应力集中区分布广泛,应力集中严重;相对于T1,刀具T2、T3、T4、T5的等效应力值出现大幅降低,且应力分布较为均匀,其中刀具T4的表面等效应力值最低,且降温效果最优。上述结果表明:带有不同类型织构的刀具较无织构刀具的摩擦因数均有不同程度降低,一定程度上缓解了刀具表面的黏结磨损,其中T4摩擦因数降低最为显著,减摩效果最为突出。 展开更多

关键词 织构化刀具 摩擦磨损特征 减摩耐磨机制

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TA2合金激光熔α-Ti/TiC+(Ti,W)C_(1-x)/Ti_2SC+TiS自润滑耐磨复合涂层 被引量：1

15

作者 乔世杰 刘秀波 +3 位作者 翟永杰 徐江宁 高伟强 姚志远 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期52-57,共6页

目的提高TA2钛合金的耐磨减摩性能,并研究添加WS_2对激光熔覆Ti/TiC耐磨复合涂层的影响。方法以Ti+TiC和Ti+TiC+WS_2两种复合粉末为预置原料,采用激光熔覆技术在TA2合金表面制备出两类复合涂层,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)... 目的提高TA2钛合金的耐磨减摩性能,并研究添加WS_2对激光熔覆Ti/TiC耐磨复合涂层的影响。方法以Ti+TiC和Ti+TiC+WS_2两种复合粉末为预置原料,采用激光熔覆技术在TA2合金表面制备出两类复合涂层,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、硬度计和摩擦磨损试验机,系统地分析了添加WS_2前后涂层的物相、组织、显微硬度及摩擦学性能。结果 Ti+TiC复合粉末的激光熔覆涂层的主要物相包含α-Ti和TiC,涂层的显微硬度为1162HV0.5。WS_2添加后,涂层中生成了新增强相(Ti,W)C_(1-x)及自润滑相Ti2SC和少量的TiS,涂层的显微硬度为1052.3HV0.5,约为TA2基体(180HV0.5)的5倍;此外,涂层的磨损率由未添加WS_2时的5.38×10^(-5) mm^3/(N·m)上升到15.98×10-5 mm^3/(N·m),耐磨性能有所下降但仍远低于基体(磨损率为66.63×10^(-5)mm^3/(N·m)),同时摩擦系数显著下降,由之前的0.49下降到0.34;同时,Si_3N_4对磨球磨损表面光滑,没有明显塑性变形,其磨损机理为轻微的塑性变形和粘着磨损。结论添加WS_2的复合涂层相对于基体依然具有良好的耐磨性能,同时由于新生的自润滑相Ti_2SC、TiS的润滑效果,涂层表现出良好的自润滑耐磨性能。 展开更多

关键词 TA2合金 激光熔覆 显微硬度 耐磨减摩 复合涂层 WS2

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316不锈钢表面激光熔覆(FeCoCrNi)(85)(TiAl)_(15)高熵涂层及其摩擦学行为研究

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作者 曹思琪 肖华强 张法光 《激光技术》 北大核心 2025年第5期691-696,共6页

为了增强316不锈钢(SUS316)的表面力学特性,通过激光熔覆技术结合同轴粉末输送方法,在SUS316表面制备了(FeCoCrNi)_(85)(TiAl)_(15)高熵合金熔覆层,采用X射线衍射、扫描电镜、电子透射分析技术等表征技术,连同维氏硬度仪和往复式摩擦磨... 为了增强316不锈钢(SUS316)的表面力学特性,通过激光熔覆技术结合同轴粉末输送方法,在SUS316表面制备了(FeCoCrNi)_(85)(TiAl)_(15)高熵合金熔覆层,采用X射线衍射、扫描电镜、电子透射分析技术等表征技术,连同维氏硬度仪和往复式摩擦磨损试验机对(FeCoCrNi)_(85)(TiAl)_(15)的微观组织、相组成、表面显微硬度、摩擦学特性及磨损机理进行了分析。结果表明,(FeCoCrNi)_(85)(TiAl)_(15)高熵合金的显微组织主要为等轴晶,且为含有面心立方(FCC)与体心立方的(BCC)双相结构,其中富Ti微米晶弥散分布于双相基体上,BCC基体中存在大量[011]BCC/[011]JL21的共格析出;涂层表面维氏硬度为514HV,较基体而言提高了66.9%;涂层在干滑动摩擦条件下的平均摩擦系数为0.331和磨损率为1.936×10mm/(Nm),相比于SUS316的平均摩擦系数0.418与磨损率2.906×10mm/(N-m),表现出显著的优势;磨痕形貌存在大量的犁沟和少量的黏着痕,说明磨损机理主要为磨粒磨损并伴有轻微黏着磨损。该研究可为利用激光熔覆直接实现FeCoCrNi系高熵合金涂层成分组织调控及提升摩擦磨损性能提供指导意义。 展开更多

关键词 激光技术 高熵合金 硬度 耐磨减摩 析出强化

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无铅铜基自润滑材料中FeS与Bi相的协同润滑机制

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作者 刘聪 尹延国 +3 位作者 张国涛 马世榜 张聪正 叶铁 《表面技术》 北大核心 2025年第7期118-128,共11页

目的研究无铅铜基固体自润滑材料的多相润滑特性,揭示FeS和Bi相的协同润滑机制。方法开展含单一润滑剂和FeS/Bi复合润滑剂的材料滑动摩擦学试验研究,通过对摩擦因数、磨损率、摩擦界面微观结构以及化学成分进行表征,分析FeS和Bi相的协... 目的研究无铅铜基固体自润滑材料的多相润滑特性,揭示FeS和Bi相的协同润滑机制。方法开展含单一润滑剂和FeS/Bi复合润滑剂的材料滑动摩擦学试验研究,通过对摩擦因数、磨损率、摩擦界面微观结构以及化学成分进行表征,分析FeS和Bi相的协同润滑特性。结果FeS/Cu-Bi材料中低熔点Bi相的引入可以提升FeS与铜基体的界面结合,减少材料表面孔隙,同时FeS的存在也可以细化Bi相在铜基体中的网状分布。FeS的加入能够减缓Bi相与基体间裂纹的形成与扩展,降低Bi相剥落,强化材料磨损表面,促使更多Bi相在摩擦界面富集。同时富Bi相的存在又促进了FeS在摩擦界面的留存和富集,二者相互促进形成富Bi与FeS的润滑膜和富Bi与FeS的转移膜摩擦界面,提升材料减摩耐磨性能。FeS和Bi相在铜基体中共存能降低自身参与摩擦化学反应的程度,提高FeS和Bi在磨损表面的保存率,形成富集FeS和Bi相厚度更佳的润滑膜,更好地发挥FeS和Bi减摩耐磨协同作用。结论相较于含单一润滑剂的材料,FeS/Cu-Bi材料中FeS/Bi在材料中的协同作用能提升二者在摩擦界面的留存,形成富集润滑剂的摩擦(转移)膜,增强材料的减摩耐磨性能。 展开更多

关键词 无铅化 铜基自润滑材料 多相固体润滑 减摩耐磨 摩擦膜 协同机制

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纳米氧化铝掺杂酚醛/环氧聚合物基复合材料的制备及耐磨性能 被引量：1

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作者 郭朋彦 张瑞珠 +3 位作者 包仲保 张志方 冯家赫 李炎炎 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期79-89,共11页

目的 提高环氧树脂的耐磨性并改善其力学性能,探究纳米氧化铝掺杂酚醛/环氧复合材料的摩擦磨损行为并揭示其减摩耐磨机制。方法 以酚醛树脂(PF)改性环氧树脂(EP)为聚合物基体,将改性的纳米氧化铝(Nano-Al_(2)O_(3))掺杂其中,制备不同配... 目的 提高环氧树脂的耐磨性并改善其力学性能,探究纳米氧化铝掺杂酚醛/环氧复合材料的摩擦磨损行为并揭示其减摩耐磨机制。方法 以酚醛树脂(PF)改性环氧树脂(EP)为聚合物基体,将改性的纳米氧化铝(Nano-Al_(2)O_(3))掺杂其中,制备不同配比的Nano-Al_(2)O_(3)掺杂PF/EP聚合物基复合材料。利用红外光谱仪(FTIR)对复合材料进行化学结构表征。通过泰伯磨损试验和硬度分析,对比不同含量Nano-Al_(2)O_(3)掺杂对PF/EP基复合材料耐磨性能的影响。借助扫描电镜(SEM)分析复合材料的断面形貌和磨损表面,探究复合材料的磨损机理和减摩耐磨机制。结果 FTIR测定证实了硅烷成功改性Nano-Al_(2)O_(3),并参与到PF与EP的固化反应中。硬度分析及磨损试验表明,硅烷改性Nano-Al_(2)O_(3)和PF的加入都提高了复合材料的硬度和耐磨性。与纯EP相比,酚醛质量分数为30%,掺杂3%Nano-Al_(2)O_(3)的复合材料的泰伯磨损指数最低,硬度提高了86%,磨损量降低了38.7%。SEM显示Nano-Al_(2)O_(3)与PF/EP聚合物基体结合良好,断裂面产生的银条纹和分散均匀的Nano-Al_(2)O_(3)提高了复合材料的韧性和致密性。掺杂Nano-Al_(2)O_(3)后的复合材料,其磨损面更平整,磨损机理主要为黏着磨损。复合材料基体中的Nano-Al_(2)O_(3)和PF通过提高刚度和承载能力改善了磨损性能。另一方面,Nano-Al_(2)O_(3)形成的润滑膜和聚合物自润滑特性提高了复合材料的耐磨性能。结论 优异的摩擦学性能归因于较强的显微硬度和润滑膜的协同作用。 展开更多

关键词 纳米氧化铝改性 酚醛树脂 环氧改性 耐磨性 网络体型结构 减摩耐磨机制

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钛合金摩擦磨损性能及减磨方法研究进展 被引量：5

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作者 刘雨薇 吴霞 +3 位作者 陈纪云 靳爽 李淳 孙园植 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1-21,共21页

钛合金具有比强度高、抗腐蚀性强、耐高温以及生物相容性好等优点,在汽车制造、生物医疗等众多领域具有重要应用。但钛合金的摩擦磨损性能较差,会影响机械系统的使用寿命和可靠性。首先论述了摩擦磨损过程中摩擦层的形成过程以及摩擦层... 钛合金具有比强度高、抗腐蚀性强、耐高温以及生物相容性好等优点,在汽车制造、生物医疗等众多领域具有重要应用。但钛合金的摩擦磨损性能较差,会影响机械系统的使用寿命和可靠性。首先论述了摩擦磨损过程中摩擦层的形成过程以及摩擦层对钛合金磨损机理的作用,分析了润滑条件、环境温度、滑动速度、载荷等工况条件对钛合金摩擦磨损性能的影响规律。其次,对比总结了钛合金减磨的常见工艺方法及优缺点,指出了当前钛合金磨损机理研究和性能改善方面存在的问题。最后,对今后的研究工作进行了展望:将实验与仿真相结合,阐明钛合金摩擦层和磨损机理的动态变化规律;考虑各种环境因素对钛合金磨损机理的影响,完善钛合金磨损机制图;通过对多种技术协同配合时的工艺参数进行优化,促进钛合金表面强化复合技术的发展,从而提升钛合金的耐磨减摩性能。 展开更多

关键词 钛合金 摩擦层 磨屑 摩擦氧化物 摩擦磨损机理 耐磨减摩 表面处理

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钛酸铁钠晶须增强FEVE防腐耐磨复合涂层的制备与性能 被引量：3

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作者 张洋 胡亚龙 +2 位作者 李畅 沈丽明 暴宁钟 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第5期20-26,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 FEVE氟碳涂料 钛酸铁钠晶须 减摩耐磨 防腐蚀

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