放电等离子烧结Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料摩擦磨损性能研究 被引量：2

1

作者 马文林 刘益超 +1 位作者 王小超 苏博 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期509-518,共10页

以Cu-15Ni-8Sn合金为基体,石墨为润滑剂,采用放电等离子烧结技术制备了Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料.使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能试验机研究了复合材料的微观组织、物相组成和室温力学性能,通过球-盘式摩擦试验机测试复... 以Cu-15Ni-8Sn合金为基体,石墨为润滑剂,采用放电等离子烧结技术制备了Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料.使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能试验机研究了复合材料的微观组织、物相组成和室温力学性能,通过球-盘式摩擦试验机测试复合材料的摩擦磨损性能,利用三维轮廓仪测量材料磨损体积,借助扫描电子显微镜对磨痕形貌进行表征.结果表明:向Cu-15Ni-8Sn基体材料中添加石墨后,材料的硬度明显降低;随着石墨含量的提高,复合材料的抗压强度逐渐降低.当添加质量分数为3%的石墨时,Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料的耐磨性最好,磨损率最小为3.0×10^(-6)mm^(3)/(N·m),其磨损机理主要以磨粒磨损为主. 展开更多

关键词 自润滑复合材料 CU-15NI-8SN 放电等离子烧结 抗压强度 磨粒磨损

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γ射线辐照聚四氟乙烯复合材料的结构和摩擦磨损性能研究 被引量：9

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作者 王超 丛国辉 +4 位作者 许雪飞 张翊勋 王廷梅 王学灵 王齐华 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期503-511,共9页

通过γ射线辐照聚苯酯改性聚四氟乙烯(PTFE/POB)复合材料,利用红外光谱、X射线衍射、DSC等对辐照前后材料的化学组成、结晶结构等进行了表征,并与γ射线辐照纯PTFE材料作对比,考察了热稳定性能、拉伸性能和摩擦磨损性能.结果表明:γ射... 通过γ射线辐照聚苯酯改性聚四氟乙烯(PTFE/POB)复合材料,利用红外光谱、X射线衍射、DSC等对辐照前后材料的化学组成、结晶结构等进行了表征,并与γ射线辐照纯PTFE材料作对比,考察了热稳定性能、拉伸性能和摩擦磨损性能.结果表明:γ射线辐照并未造成PTFE/POB材料的化学组成和热稳定性能的明显变化,但使得PTFE分子量降低,结晶度增大;相比纯的PTFE材料,POB的加入一定程度上提高了PTFE的抗辐照能力,延缓了PTFE分子量下降程度和再结晶化能力.辐照对PTFE/POB材料的耐磨性能影响并不显著,但摩擦系数均有不同程度的降低,且随着辐照剂量的增大,呈现先增大后减小的变化趋势,这与辐照后PTFE的分子量、结晶度及带晶尺寸变化,以及POB自身的抗辐照能力等密切相关. 展开更多

关键词 聚四氟乙烯 Γ射线辐照 结晶度 分子量 摩擦磨损

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缓蚀型润滑防腐功能涂层的制备及防护机制研究 被引量：2

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作者 陈明锴 陈磊 +5 位作者 马彦军 赵志成 李凤英 张定军 周惠娣 陈建敏 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期129-142,共14页

磨损与腐蚀的耦合作用会加剧高端装备关键运动部件的损伤失效,导致其服役寿命大幅缩减.本文中基于铬酸锶(SrCrO_(4))的缓蚀特性及聚四氟乙烯(PTFE)的低表面能和低剪切特性,结合综合性能优异的酚醛环氧树脂制备了兼具良好耐腐蚀和摩擦学... 磨损与腐蚀的耦合作用会加剧高端装备关键运动部件的损伤失效,导致其服役寿命大幅缩减.本文中基于铬酸锶(SrCrO_(4))的缓蚀特性及聚四氟乙烯(PTFE)的低表面能和低剪切特性,结合综合性能优异的酚醛环氧树脂制备了兼具良好耐腐蚀和摩擦学性能的铬酸锶/聚四氟乙烯/酚醛环氧(SrCrO_(4)/PTFE/EPN)功能一体化复合涂层.采用摩擦磨损试验、电化学阻抗谱和极化曲线研究了SrCrO_(4)、PTFE及腐蚀摩擦介质对复合涂层的摩擦学性能和抗电化学腐蚀性能的影响,重点研究了SrCrO_(4)在酚醛环氧涂层中的缓蚀防护机理.结果表明:SrCrO_(4)缓蚀作用下基材界面发生化学反应,产生了缓蚀钝化层,能够有效提高涂层的耐腐蚀性能.尤其SrCrO_(4)添加量为树脂质量的4%时,钝化效果最佳,低频阻抗模量值和腐蚀电流密度分别为1.06×10^(11)Ω·cm^(2)和0.28×10^(-10)A/cm^(2);PTFE的引入不仅将涂层由亲水性转变为疏水性,进一步提升了涂层的屏蔽阻隔特性,使涂层被电解质溶液浸入的时间滞后了10倍,而且使涂层的摩擦学性能明显提升,相较酚醛环氧涂层摩擦系数降低约73.90%,耐磨损性能提高3.2倍;在质量分数为3.5%NaCl溶液的腐蚀介质条件下,SrCrO_(4)/PTFE/EPN复合涂层表现出更低的摩擦系数,且能够在摩擦副接触界面形成钝化防护膜,该钝化膜主要以Fe和Cr氧化物、氢氧化物或结晶水化物的形式存在,从而有效抑制对偶面由于腐蚀而产生的磨损. 展开更多

关键词 缓蚀作用 功能一体化 钝化膜 耐腐蚀性能 摩擦学性能

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Mo含量对激光熔覆CoCrW涂层摩擦磨损行为的影响

4

作者 罗兰 路世盛 +3 位作者 胥卫奇 文泽东 王凌倩 周健松 《表面技术》 北大核心 2025年第3期90-100,共11页

目的考察不同含量的Mo元素对激光熔覆CoCrW涂层摩擦磨损行为的影响。方法采用激光熔覆技术制备不同Mo含量的CoCrW涂层,利用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪分析涂层的物相及元素组成,通过显微硬度计和高温摩擦试验机测试并分... 目的考察不同含量的Mo元素对激光熔覆CoCrW涂层摩擦磨损行为的影响。方法采用激光熔覆技术制备不同Mo含量的CoCrW涂层,利用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪分析涂层的物相及元素组成,通过显微硬度计和高温摩擦试验机测试并分析涂层的硬度和摩擦学性能。结果不同Mo含量的熔覆层与基材均为冶金结合,涂层组织均匀致密,熔覆层主要由γ-Co和碳化物组成。在激光熔覆过程中,涂层的微观组织结构由中部粗大的树枝晶组织逐渐转变为表面尺寸较小的柱状晶和胞状晶组织。碳化物相的含量随着涂层中Mo含量的增大而增大,显微硬度也随之增加。当涂层中Mo的质量分数为30%(M3涂层)时,显微硬度达到最大值(954HV0.2)。在往复摩擦条件下,与Si3N4对磨时,随着温度的升高,4种涂层的摩擦因数和磨损率均表现出先升高后降低的趋势。在常温下,涂层以磨粒磨损为主。在400℃下,黏着磨损加剧。随着温度的升高,磨痕表面氧化物逐渐增多,在600~800℃下氧化釉质层逐渐形成,并致密化,改善了涂层的摩擦学性能。其中,M3涂层(Mo的质量分数为30%)在室温至高温范围内的耐磨性能最优异。结论随着Mo含量的增加,在固溶强化和弥散强化的协同作用下,激光熔覆层的硬度和摩擦学性能显著提高。在高温下,Mo元素促进了氧化釉质层的形成和致密化,对涂层的摩擦学性能改善更为明显。 展开更多

关键词 激光熔覆 CoCrW Mo含量 摩擦学性能 磨损机制

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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

5

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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盾构机主驱动单唇形密封圈密封性能研究 被引量：2

6

作者 何波 李珍莲 +2 位作者 何文豪 鲁志斌 王廷梅 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期89-95,167,共8页

以典型工况下盾构机主驱动单唇形密封圈为研究对象,利用单轴拉伸试验得到密封圈丁腈橡胶材料的应力-应变曲线,确定Yeoh三阶模型的材料参数;建立单唇形密封圈的二维轴对称有限元模型,研究介质压力、压差、摩擦因数和温度对其密封性能的... 以典型工况下盾构机主驱动单唇形密封圈为研究对象,利用单轴拉伸试验得到密封圈丁腈橡胶材料的应力-应变曲线,确定Yeoh三阶模型的材料参数;建立单唇形密封圈的二维轴对称有限元模型,研究介质压力、压差、摩擦因数和温度对其密封性能的影响规律。研究表明:介质压力主要影响最大接触应力,随着介质压力的增加,最大接触应力呈线性增加;介质压差主要影响最大接触应力和接触长度,随着介质压差的增加,最大接触应力先线性增加然后基本保持不变,而接触长度呈非线性增加;温度变化对密封性能的影响可以忽略;在考虑的工况条件下,单唇形密封圈唇口与旋转轴接触处产生的最大接触应力始终大于介质压力,密封性能良好。 展开更多

关键词 盾构机 主驱动密封 单唇形密封 丁腈橡胶 密封性能

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混合澄清槽搅拌装置滑动轴承设计及磨损性能研究

7

作者 徐磊 李光俊 +3 位作者 段宏 韩杰胜 王小超 孟军虎 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1036-1043,共8页

针对混合澄清槽搅拌装置运行工况的特殊要求,以改善其滑动轴承使用性能及寿命为目标,选用和研制WC-VC-Ni-Cr-Mo金属陶瓷复合材料(WN20)和铁-镍-铬-石墨-二硫化钼自润滑复合材料(FC13).考察了复合材料的微观组织、力学和摩擦学性能,结果... 针对混合澄清槽搅拌装置运行工况的特殊要求,以改善其滑动轴承使用性能及寿命为目标,选用和研制WC-VC-Ni-Cr-Mo金属陶瓷复合材料(WN20)和铁-镍-铬-石墨-二硫化钼自润滑复合材料(FC13).考察了复合材料的微观组织、力学和摩擦学性能,结果表明WN20金属陶瓷复合材料具有优异的力学性能,FC13金属基自润滑复合材料在干摩擦状态下具有良好的自润滑和抗磨损性能,是滑动轴承组件摩擦副轴瓦的合适材料.根据固体润滑滑动轴承的设计原则,设计滑动轴承组件结构及相应的润滑方式.采用C13金属基自润滑复合材料制造轴瓦,并通过嵌入特种润滑剂的方式进行辅助润滑,与WN20金属陶瓷轴组成摩擦副时,滑动轴承组件表现出优异的摩擦磨损性能,经过250 h摩擦试验,摩擦系数和轴瓦温度无显著变化,摩擦系数为0.08,轴瓦径向磨损量为3.8μm,均满足混合澄清槽搅拌装置的使用要求. 展开更多

关键词 混合澄清槽 自润滑复合材料 滑动轴承组件 摩擦磨损性能

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层状双氢氧化物的制备及其摩擦学性能研究进展 被引量：2

8

作者 张栋强 王园园 +3 位作者 贾倩 孙磊 高凯雄 张斌 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期91-102,共12页

具有特殊层状结构的双氢氧化物(LDHs)作为润滑添加剂能极大地降低机械系统的摩擦和材料磨损,但在摩擦学领域对该材料的研究还相对较少。概述了LDHs的结构、性能和制备方法,并对不同制备方法进行比较和评价,重点综述LDHs材料作为油基、... 具有特殊层状结构的双氢氧化物(LDHs)作为润滑添加剂能极大地降低机械系统的摩擦和材料磨损,但在摩擦学领域对该材料的研究还相对较少。概述了LDHs的结构、性能和制备方法,并对不同制备方法进行比较和评价,重点综述LDHs材料作为油基、脂基以及水基润滑添加剂时的摩擦学行为。相关研究结果表明:LDHs材料作为油基、脂基以及水基润滑添加剂时可以形成含有金属氧化物的保护膜,该保护膜具有高耐磨性和自润滑能力,可以达到减摩降磨的效果。但是LDHs材料作为油基润滑添加剂时,存在尺寸效应以及分散稳定性差的问题,成为制约其广泛应用的关键因素。通常采用表面改性剂来改善LDHs材料在润滑油中的分散性,如月桂酸、油酸和油胺等。对于层状双氢氧化物的研究和应用具有参考意义。 展开更多

关键词 层状双氢氧化物 摩擦学行为 润滑添加剂 磨损 机械

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铀的表面防腐技术研究进展 被引量：1

9

作者 陈丽 刘瑞轩 +2 位作者 孟树文 赖振国 高凯雄 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期47-53,共7页

金属铀因具有优异的放射性能在国防和核能领域具有重要的战略价值。然而,由于铀具有高的反应活性,在大气环境中极易被腐蚀。在众多防腐技术中,表面处理技术被广泛用来提高铀的耐腐蚀性能。聚焦铀表面防腐的需求,重点综述了表面合金化、... 金属铀因具有优异的放射性能在国防和核能领域具有重要的战略价值。然而,由于铀具有高的反应活性,在大气环境中极易被腐蚀。在众多防腐技术中,表面处理技术被广泛用来提高铀的耐腐蚀性能。聚焦铀表面防腐的需求,重点综述了表面合金化、电镀、离子注入、离子镀等铀的防腐技术的研究进展,并针对不同技术目前面临的难题,展望了其未来的发展。近年来,离子注入、离子镀技术成为铀防腐领域的研究重点,具有很大的发展潜力。然而,金属铀的防腐性能仍需更进一步提高,复合沉积技术可以结合各种技术的优点,有望制备出耐蚀性更好的铀表面防腐涂层。此外,高功率脉冲磁控溅射技术在防腐领域拥有较大的应用潜力,是制备铀表面高性能防腐涂层的潜在方法,值得进一步研究。另一方面,合理利用铀的氢化腐蚀特性,可能使该材料成为一种优秀的储氢材料。 展开更多

关键词 铀 防腐 电镀 离子注入 离子镀 脉冲激光

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一种工业机器人用高性能润滑脂的开发与应用研究

10

作者 李建明 仇建伟 +3 位作者 刘长斌 杨松林 张新瑞 王晓月 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期158-162,共5页

根据摆线针轮(RV)减速器的运行特点与摩擦副运行工况,选择合成烃基础油作为主要基础油,同时加入部分环烷基基础油以改善基础油与皂的相容性,增加部分增黏剂来保证产品的附着力和基础油的黏度指数;为提升润滑脂的抗氧化性及减摩和极压性... 根据摆线针轮(RV)减速器的运行特点与摩擦副运行工况,选择合成烃基础油作为主要基础油,同时加入部分环烷基基础油以改善基础油与皂的相容性,增加部分增黏剂来保证产品的附着力和基础油的黏度指数;为提升润滑脂的抗氧化性及减摩和极压性能,选择氢过氧化物分解型抗氧剂(硫酯型)与自由基捕获型(胺型、酚型)抗氧剂复合抗氧剂,选择MoDTC为主的复合摩擦磨损添加剂。对该润滑脂在机器人负荷2100 N、满行程、室温((23±2)℃)、24 h不间断运行的极端运行条件下,进行了为期8000 h的性能测试。在测试过程中机器人运行情况平稳、定位准确,表明该润滑脂对减速器的润滑保护性能优良,满足机器人使用要求。 展开更多

关键词 高性能润滑脂 添加剂 固体填料 工业机器人 减速器

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(CuMnNi)_(100-x)Al_(x)高熵铜合金的显微组织、力学与摩擦学性能研究 被引量：5

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作者 柏伟 张爱军 +2 位作者 孟军虎 韩杰胜 吴有智 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期609-618,共10页

针对工业领域对新型高强高耐磨金属材料的需求,制备了(CuMnNi)_(100-x)Al_(x)(x=0,5,10,15)系列高熵铜合金,研究了Al含量对高熵铜合金的物相组成、显微组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响.结果表明:CuMnNi高熵合金仅由面心立方结构(FCC... 针对工业领域对新型高强高耐磨金属材料的需求,制备了(CuMnNi)_(100-x)Al_(x)(x=0,5,10,15)系列高熵铜合金,研究了Al含量对高熵铜合金的物相组成、显微组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响.结果表明:CuMnNi高熵合金仅由面心立方结构(FCC)的高熵固溶体相组成,Al元素的添加对合金基体FCC相产生了强烈的固溶强化作用,并促进了体心立方(BCC)相形成.FCC相具有良好的塑性和韧性,而BCC相具有高强度和高硬度,两者共同作用使(CuMnNi)_(100-x)Al_(x)系列高熵铜合金的强度随Al含量增加而提高,而塑性和韧性不断降低.其中,(CuMnNi)_(90)Al_(10)高熵铜合金中FCC相和BCC相的含量达到最佳匹配,使其具有优异的综合力学性能.室温下,得益于优异的力学性能和硬质BCC相良好的抗磨作用,(CuMnNi)_(90)Al_(10)高熵铜合金的耐磨性优于常规耐磨铝青铜C6161,磨粒磨损为其主要磨损机制. 展开更多

关键词 高熵铜合金 (CuMnNi)_(100-x)Al_(x) 显微组织 力学性能 摩擦学性能

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NiAlCoCrFeTi系高熵高温合金的摩擦学性能研究 被引量：2

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作者 梁思 张爱军 +4 位作者 刘德学 孟军虎 辛本斌 苏博 韩杰胜 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1006-1015,共10页

采用真空电弧熔炼技术制备了NiAlCoCrFeTi(HESA-1)和NiAlCoCrFeTiTaMoW(HESA-2)这2种典型的高熵高温合金,研究了其微观组织、力学性能和25~900℃的摩擦学性能.结果表明:2种合金均由无序面心立方晶格(FCC)结构的γ相和有序FCC结构的γ’... 采用真空电弧熔炼技术制备了NiAlCoCrFeTi(HESA-1)和NiAlCoCrFeTiTaMoW(HESA-2)这2种典型的高熵高温合金,研究了其微观组织、力学性能和25~900℃的摩擦学性能.结果表明:2种合金均由无序面心立方晶格(FCC)结构的γ相和有序FCC结构的γ’相组成;γ相使该合金具有良好的塑性和韧性,γ’相赋予其较高的强度和硬度.25~900℃,2种合金的摩擦系数和磨损率均随温度的升高而呈下降趋势.25℃时,磨损机制主要为磨粒磨损,摩擦系数较大且磨损率较高.400℃以上时,在摩擦氧化和热氧化的作用下,磨痕表面开始形成1层不连续的氧化物釉质层,摩擦系数和磨损率均有所降低.当温度达到900℃时,磨痕表面上形成了1层光滑且致密的氧化物釉质层,该釉质层具有良好的减摩抗磨作用,使HESA-1和HESA-2这2种合金的摩擦系数分别降至0.26和0.25,磨损率分别降至13.3×10^(-6)和8.0×10^(-6)mm^(3)/(N·m).在高温摩擦过程中,合金表面的Al、Cr、Ni和Co等元素在摩擦热和环境热的共同作用下发生氧化并形成1层致密的氧化物釉质层,使2种合金均具有优良的高温摩擦学性能.高温下,含难熔金属元素的HESA-2合金具有更高的强度和硬度,使其高温抗磨损性能优于HESA-1合金. 展开更多

关键词 高熵高温合金 NiAlCoCrFeTi NiAlCoCrFeTiTaMoW 微观组织 力学性能 摩擦学性能

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金属氮化物涂层的高温摩擦学研究进展 被引量：7

13

作者 赖振国 贾倩 +2 位作者 唐诗琪 高凯雄 张斌 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期48-63,共16页

高温润滑是核工业、航空、船舶和钢铁领域的难题之一。涂层材料可以在不改变原有基材的基础上,极大地提升材料的高温服役性能。氮化物涂层因其耐温性能好、摩擦因数低、耐磨性好等特性,成为该领域的研究热点。从材料的构成和设计出发,... 高温润滑是核工业、航空、船舶和钢铁领域的难题之一。涂层材料可以在不改变原有基材的基础上,极大地提升材料的高温服役性能。氮化物涂层因其耐温性能好、摩擦因数低、耐磨性好等特性,成为该领域的研究热点。从材料的构成和设计出发,对单元氮化物涂层、二元氮化物涂层、三元氮化物涂层、多层氮化物涂层和高熵合金涂层等方面进行综述。对氮化物涂层在高温润滑领域的发展进行展望,认为发展非氮化物金属和氮化物金属多元组涂层和高熵合金氮化物涂层建立氮化物涂层数据库将成为新的研究热点,对氮化物涂层在高温润滑与耐磨条件的应用与服役有一定指导意义。 展开更多

关键词 氮化物涂层 多层氮化物 电弧离子镀 磁控溅射 摩擦因数 磨损率

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织构化表面对45钢摩擦磨损性能的影响 被引量：24

14

作者 马文林 赵健 王府伯 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期314-324,共11页

通过建立高度匹配的摩擦有限元模型,分析了滑动过程中织构表面应力场和温度场的变化.利用激光技术在45钢表面制备了圆形、三角形和正方形三种表面织构,采用HT-1000型摩擦磨损试验机研究了织构形貌对摩擦磨损的影响,并利用扫描电子显微... 通过建立高度匹配的摩擦有限元模型,分析了滑动过程中织构表面应力场和温度场的变化.利用激光技术在45钢表面制备了圆形、三角形和正方形三种表面织构,采用HT-1000型摩擦磨损试验机研究了织构形貌对摩擦磨损的影响,并利用扫描电子显微镜分析磨痕形貌.仿真结果表明:在织构边缘处会产生应力集中现象,织构化表面具有较好的散热能力,三角形织构表面具有最低的应力及最好的散热效果.试验结果表明:织构化表面的摩擦学性能要优于光滑表面,其中三角形织构具有最好的减摩特性. 展开更多

关键词 激光表面织构 旋转式摩擦磨损试验 干摩擦 磨损 有限元仿真

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球墨铸铁表面激光熔覆Ni-Co复合涂层的耐腐蚀及高温摩擦学性能 被引量：13

15

作者 路世盛 周健松 +1 位作者 王凌倩 梁军 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期122-131,共10页

为降低球墨铸铁激光熔覆过程中白口组织的含量,改善其高温摩擦学性能和耐腐蚀性能,采用激光熔覆技术,通过添加Ni基过渡层在球墨铸铁表面制备Co基涂层。利用XRD、SEM、EDS表征不同熔覆层的物相组成、微观结构。采用高温摩擦磨损试验机测... 为降低球墨铸铁激光熔覆过程中白口组织的含量,改善其高温摩擦学性能和耐腐蚀性能,采用激光熔覆技术,通过添加Ni基过渡层在球墨铸铁表面制备Co基涂层。利用XRD、SEM、EDS表征不同熔覆层的物相组成、微观结构。采用高温摩擦磨损试验机测试不同温度下Co基涂层与球墨铸铁的摩擦磨损性能,分析Co基涂层在不同温度下的磨损机理。利用电化学工作站测试Co基涂层与球墨铸铁的耐腐蚀性能。结果表明:Ni基过渡层的物相为γ-Ni固溶体和Ni_(3)Si陶瓷相。Co基涂层主要由γ-Co固溶体和Cr_(7)C_(3)陶瓷相构成。Ni基过渡层的添加抑制了基材中C元素扩散,降低了结合界面处白口化趋势。由于Cr_(7)C_(3)陶瓷相的强化作用,Co基涂层的显微硬度为球墨铸铁基材的2.1倍。与球墨铸铁基材相比,当温度高于200℃时,Co基涂层在与Si_(3)N_(4)配副对磨时表现出较低的平均摩擦因数与磨损率。在中低温条件下Co基涂层与Si3N4配副对磨时的磨损机制为黏着磨损与磨粒磨损,高温条件下的磨损机制为形成连续光滑的氧化层起到减摩抗磨的作用。Co基涂层表现出更高的自腐蚀电位(-362.36 mV)和更低的自腐蚀电流密度(13.95 nA·cm^(-2))。所制备的Ni-Co复合涂层能有效提高球墨铸铁表面的高温摩擦学性能和耐腐蚀性能,在发动机领域具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 激光熔覆 球墨铸铁 Ni-Co复合涂层 高温摩擦磨损 耐腐蚀性能

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氧气流量对电弧离子镀制备氧化铬薄膜结构及摩擦学性能的影响 被引量：4

16

作者 廖孟德 许文举 +3 位作者 吉利 刘晓红 孙初锋 李红轩 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期168-176,共9页

目的研究氧气流量对多弧离子镀制备的氧化铬薄膜结构、力学性能以及摩擦学性能的影响。方法采用多弧离子镀技术在不同氧气流量下(70、90、110、130、150 mL/min)在Inconel718高温合金表面制备了氧化铬薄膜。利用扫描电子显微镜、冷场发... 目的研究氧气流量对多弧离子镀制备的氧化铬薄膜结构、力学性能以及摩擦学性能的影响。方法采用多弧离子镀技术在不同氧气流量下(70、90、110、130、150 mL/min)在Inconel718高温合金表面制备了氧化铬薄膜。利用扫描电子显微镜、冷场发射扫描电镜分别分析薄膜的表面形貌与断面形貌。利用X射线衍射仪和Raman光谱仪对薄膜的物相组成及晶体结构进行分析;利用划痕仪、纳米压痕仪评价薄膜的力学性能。利用高温球盘摩擦磨损试验机测试薄膜的摩擦学性能,并利用光学显微镜及三维表面轮廓仪观察磨痕的形貌并测量摩擦后的磨损体积。结果随着氧气流量的增加,薄膜的沉积速率先增大后减小,表面逐渐变得致密光滑,除110 mL/min氧气流量下的截面形貌是无序紧密堆积的纳米级晶体颗粒外,其他流量下制备的薄膜截面形貌均为柱状晶。薄膜的主要物相组成由Cr_2O_(2.4)逐渐转变为Cr_2O_3,且薄膜的晶化程度增加。薄膜与基底的粘结强度逐渐降低,薄膜的硬度和弹性模量先升高后降低。在110 mL/min氧气流量下沉积的氧化铬薄膜表现出较好的宽温域摩擦学性能,在室温下(25℃)的摩擦因数较高,约为0.49,高温下(400、600、800℃)的摩擦因数为0.27~0.30。其他氧气流量下制备的氧化铬薄膜的常温摩擦学性能均较差。结论氧气流量对沉积的薄膜的表面形貌、断面形貌、物相组成以及力学性能有很大的影响。110m L/min氧气流量下制备的氧化铬薄膜不仅具有较好的力学性能,而且表现出了较为优异的宽温域摩擦学性能。 展开更多

关键词 氧气流量 多弧离子镀 氧化铬 宽温域 摩擦学性能

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Al_(0.2)Co_(1.5)CrNi_(1.5)Ti_(0.5)Mox高温耐磨高熵合金的组织结构、力学性能和摩擦学性能 被引量：5

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作者 邱玉新 张爱军 +2 位作者 辛本斌 孟军虎 吴有智 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1381-1392,共12页

使用真空电弧熔炼技术制备了Al_(0.2)Co_(1.5)CrNi_(1.5)Ti_(0.5)Mox(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4)高熵合金,研究了Mo含量对该高熵合金组织结构、力学性能和摩擦学性能的影响规律及其作用机制.Al0.2Co1.5CrNi1.5Ti0.5高熵合金由FCC相和有序Al... 使用真空电弧熔炼技术制备了Al_(0.2)Co_(1.5)CrNi_(1.5)Ti_(0.5)Mox(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4)高熵合金,研究了Mo含量对该高熵合金组织结构、力学性能和摩擦学性能的影响规律及其作用机制.Al0.2Co1.5CrNi1.5Ti0.5高熵合金由FCC相和有序AlNi3相组成,Mo元素添加后促进形成σ相.较大原子半径的Mo元素引发的晶格畸变效应和σ硬质相析出引起的第二相强化效应赋予高熵合金优良的力学和摩擦学性能.随着Mo含量的提高,合金的硬度增加了40.4%,屈服强度增加了32.1%.对该合金的摩擦磨损性能进行研究,发现Mo元素的添加显著改善了高熵合金的摩擦学性能,尤其是当Mo的摩尔比为0.4时,高熵合金室温磨损率为2.62×10^(-6)mm^(3)/(N·m),800℃时的磨损率为6.23×10^(-7)mm^(3)/(N·m),分别相对于不含Mo元素的高熵合金降低了83.4%和89.7%.室温耐磨性能的改善得益于高熵合金强度和硬度的提升,氧化釉质层的形成和良好的高温力学性能对高温摩擦学性能的提高起到了关键作用. 展开更多

关键词 高熵合金 微观组织 力学性能 摩擦学性能 高温耐磨机制

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CoCrFeMoNiC_(x)中熵合金的组织及其力学和摩擦学性能 被引量：4

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作者 马文林 王府伯 +3 位作者 张爱军 孟军虎 苏博 韩杰胜 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期913-923,共11页

采用真空感应熔炼技术制备了CoCrFeMoNiC_(x)(x=0、1、2、3、4和5)系列中熵合金,研究了C元素的掺杂及其含量对合金微观组织、力学性能和摩擦学性能的影响.结果表明:CoCrFeMoNiC_(x)系列中熵合金主要由体心立方(BCC)相组成;C原子间隙固溶... 采用真空感应熔炼技术制备了CoCrFeMoNiC_(x)(x=0、1、2、3、4和5)系列中熵合金,研究了C元素的掺杂及其含量对合金微观组织、力学性能和摩擦学性能的影响.结果表明:CoCrFeMoNiC_(x)系列中熵合金主要由体心立方(BCC)相组成;C原子间隙固溶于BCC相,增大了合金的晶格常数,在XRD谱图中表现为衍射峰随着C含量的增加向小角度方向偏移;当C的质量分数大于2%时,BCC晶粒中有少量条状碳化物形成;随着C含量的增加,合金的硬度、强度和断裂韧性等力学性能显著提高,主要归因于C原子的间隙固溶强化效应和少量条状碳化物的出现.与此同时,合金的磨损率持续降低,表现出良好的耐磨损性能.室温下的磨损机制为磨粒磨损、塑性变形和疲劳磨损. 展开更多

关键词 中熵合金 CoCrFeMoNiC_(x)微观组织 力学性能 耐磨性

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NH4F浓度对镁合金表面微弧氧化制备氟化物膜层结构和性能的影响 被引量：4

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作者 罗兰 彭振军 +1 位作者 周健松 梁军 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期70-79,共10页

目的考察乙二醇-氟化铵电解液中氟化铵浓度对镁合金表面微弧氧化制备氟化物膜层结构和性能的影响,提高镁合金氟化物膜层的耐腐蚀性能。方法在含不同浓度NH_(4)F的EG-NH_(4)F电解液中,采用微弧氧化的方法制备氟化物膜层,NH_(4)F质量浓度... 目的考察乙二醇-氟化铵电解液中氟化铵浓度对镁合金表面微弧氧化制备氟化物膜层结构和性能的影响,提高镁合金氟化物膜层的耐腐蚀性能。方法在含不同浓度NH_(4)F的EG-NH_(4)F电解液中,采用微弧氧化的方法制备氟化物膜层,NH_(4)F质量浓度分别为40、60、80、100、120 g/L。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD),对膜层表面微观形貌和成分组成进行分析,并通过电化学测试表征了膜层的腐蚀防护性能,通过盐雾试验评估了膜层长效防腐蚀行为,通过SEM和EDS表征了腐蚀形貌和腐蚀产物。结果在EG-NH_(4)F中制备膜层的物相组成主要是MgF_(2)。随着NH_(4)F浓度的提高,微弧氧化的起弧电压与工作电压均逐渐减小,膜层中氟含量逐渐增加,膜层的孔径减小,孔数量分布更加均匀,膜层表面粗糙度降低。质量浓度为100 g/L NH_(4)F的膜层自腐蚀电流密度(J_(corr))为2.226×10^(-7)A/cm^(2),较镁合金基材降低了1个数量级,极化电阻Rp增大到90.156kΩ·cm^(2),其阻抗模量|Z|_(f=0.01 Hz)=8.55×10^(5)Ω·cm^(2),与镁合金基材的阻抗模量|Z|_(f=0.01 Hz)=8.86×10^(2)Ω·cm^(2)相比,提高了3个数量级。结论微弧氧化处理能够显著改善AZ31镁合金的腐蚀防护性能。NH_(4)F浓度的增加有利于提高膜层的耐腐蚀性能,质量浓度为100 g/L NH_(4)F的膜层耐腐蚀性能最优。 展开更多

关键词 镁合金 非水电解液 腐蚀防护

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磁控溅射NbSe_(2)和MoS_(2)薄膜不同湿度下的摩擦学行为 被引量：3

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作者 黎明登 杨洋 +2 位作者 裴露露 刘晓红 刘红妹 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期925-934,共10页

针对MoS_(2)在潮湿环境易氧化和润滑失效的问题,从增强离子键强度的角度探索改善其抗氧化以及润滑湿度适应性.选择了离子键更强的NbSe_(2)进行对比,采用磁控溅射法分别制备了NbSe_(2)和MoS_(2)薄膜,研究了两种薄膜在不同湿度下的摩擦学... 针对MoS_(2)在潮湿环境易氧化和润滑失效的问题,从增强离子键强度的角度探索改善其抗氧化以及润滑湿度适应性.选择了离子键更强的NbSe_(2)进行对比,采用磁控溅射法分别制备了NbSe_(2)和MoS_(2)薄膜,研究了两种薄膜在不同湿度下的摩擦学性能,对比其在摩擦稳定阶段的结构和化学组成,探讨了NbSe_(2)在大气高湿度环境下的优势与作用机理.结果表明:NbSe_(2)薄膜在大气环境下的摩擦表现出更佳的湿度适应性,在20%RH、35%RH和55%RH下摩擦系数稳定在0.08左右,直到75%RH下摩擦系数才开始增大,而MoS_(2)薄膜在35%RH下面临润滑性能快速失效的问题,进一步结合XPS和XRD等表征结果发现:相较于MoS_(2),NbSe_(2)在大气摩擦条件下更难氧化,其层层滑移状态能较好维持,能保持长时间的润滑性能,这为大气高湿度服役润滑材料的改进提供了新的思路. 展开更多

关键词 MoS_(2)薄膜 NbSe_(2)薄膜 大气摩擦学性能 湿度 氧化

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