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新型聚羟基脂肪酸酯基环境友好型润滑脂的制备及性能研究
1
作者 杨珊珊 来冰冰 +2 位作者 王晓波 娄文静 刘宗柱 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期782-795,共14页
随着原材料的短缺和人们环境保护意识的不断增强,可生物降解润滑脂的重要性逐渐增强,该工作中旨在寻找1种新型的绿色稠化剂,扩宽可再生和可生物降解原料制备润滑脂的应用范围.经过研究发现聚羟基脂肪酸酯材料聚3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸... 随着原材料的短缺和人们环境保护意识的不断增强,可生物降解润滑脂的重要性逐渐增强,该工作中旨在寻找1种新型的绿色稠化剂,扩宽可再生和可生物降解原料制备润滑脂的应用范围.经过研究发现聚羟基脂肪酸酯材料聚3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯(P34HB)具备稠化生物质基蓖麻油的潜力,并以此为稠化剂制备了一系列不同浓度的新型润滑脂.系统地考察了其理化特性、流变特性以及摩擦学特性.研究结果表明:P34HB润滑脂的胶体安定性和氧化安定性随着稠化剂含量增加而有所提升.P34HB润滑脂稠化剂微观结构呈现片状的不规则堆叠结构,与锂基润滑脂的纤维状螺旋结构截然不同.P34HB润滑脂体系符合Carreau Yasuda模型,表现出非牛顿流体典型的剪切稀化特性.在温和的摩擦条件下,稠化剂质量分数为48%的P34HB润滑脂表现出与对照组蓖麻油锂基润滑脂相当的摩擦学性能.该研究为P34HB在润滑领域应用提供了有效策略,为开发新一代环境友好型润滑脂开辟了新的途径. 展开更多
关键词 新型稠化剂 环境友好型 聚3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯 蓖麻油 润滑脂
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基体偏压对TiN涂层微观结构、化学成分以及机械性能的影响
2
作者 牟存礼 鲁晓龙 +4 位作者 刘建 鲁艳 张晓 郝俊英 王强 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期568-578,共11页
采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术在9Cr18钢等基材上沉积了TiN涂层,系统研究了不同偏压对涂层微观结构、化学成分以及机械性能的影响.结果表明,随着偏压的增加,TiN涂层的组织结构逐渐致密,晶粒细化为不规则的三棱锥状,涂层表面的致... 采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术在9Cr18钢等基材上沉积了TiN涂层,系统研究了不同偏压对涂层微观结构、化学成分以及机械性能的影响.结果表明,随着偏压的增加,TiN涂层的组织结构逐渐致密,晶粒细化为不规则的三棱锥状,涂层表面的致密度先增加后减少,而截面形貌始终保持致密结构.TiN涂层的择优取向为(200)面.涂层中Ti元素的含量在51 at%~56 at%(原子百分比)之间变化,外观颜色稳定为紫色.当偏压为-150 V时,涂层的硬度最高,约为21.2 GPa,弹性模量约为221 GPa.同时,涂层还具有最大压缩残余应力,约为2.79 GPa.在不同偏压下,涂层与基体之间存在较高的结合强度,范围为49~74 N.施加适当的负偏压可以增加基体表面受到的离子轰击能量,促进涂层的致密化,减少孔隙和缺陷,提高涂层的机械性能以及涂层与基材之间的结合强度. 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 TIN涂层 硬度与弹性模量 膜基结合强度 基体偏压
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可生物降解锂基润滑脂的制备及其性能
3
作者 杨珊珊 张利 +3 位作者 来冰冰 王晓波 刘宗柱 娄文静 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期405-414,共10页
本实验分别以大豆油、菜籽油、蓖麻油三种不同类型的植物油为原料,以常见的矿物油150N为对照,通过预制皂法以相同的皂含量制备了锂基脂,研究了所制备润滑脂的理化性能、流变性能、生物降解性和摩擦学性能的影响。研究结果表明,基础油黏... 本实验分别以大豆油、菜籽油、蓖麻油三种不同类型的植物油为原料,以常见的矿物油150N为对照,通过预制皂法以相同的皂含量制备了锂基脂,研究了所制备润滑脂的理化性能、流变性能、生物降解性和摩擦学性能的影响。研究结果表明,基础油黏度与润滑脂的流变性和摩擦学性能呈相关性,表现为润滑脂的稠度越小、基础油的黏度越大,则润滑脂的结构强度越低,触变和减摩性能越好。通过生物降解实验发现植物油锂基脂降解性优于矿物油锂基脂,蓖麻油锂基脂的生物降解率最佳,高达79.69%。根据磨损表面XPS结果分析,蓖麻油锂基脂在摩擦过程中通过物理吸附膜和随后形成的化学反应膜共同作用,从而达到减摩效果。在三种可生物降解锂基润滑脂中,蓖麻油锂基脂胶体安定性较差,但具有极佳的触变性、生物降解性和摩擦学性能。 展开更多
关键词 植物油 锂基润滑脂 流变性能 摩擦学性能 生物降解性能
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含ZDDP锂基润滑脂摩擦学性能和润滑机理研究
4
作者 余瑞 来冰冰 +4 位作者 刘焕晨 张利 王晓波 娄文静 张晟卯 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1453-1465,共13页
ZDDP(二烷基二硫代磷酸锌)作为润滑脂中常见的极压抗磨剂,其在润滑脂中的润滑机理一直是研究的重点和难点.选用4种不同碳链长度的ZDDP(二丁基二硫代磷酸锌、二庚基二硫代磷酸锌、二辛基二硫代磷酸锌和二丁辛基二硫代磷酸锌)作为润滑脂... ZDDP(二烷基二硫代磷酸锌)作为润滑脂中常见的极压抗磨剂,其在润滑脂中的润滑机理一直是研究的重点和难点.选用4种不同碳链长度的ZDDP(二丁基二硫代磷酸锌、二庚基二硫代磷酸锌、二辛基二硫代磷酸锌和二丁辛基二硫代磷酸锌)作为润滑脂添加剂,采用SRV摩擦磨损试验机对润滑脂体系的摩擦学性能进行评价,系统性考察了在不同运行工况(温度、载荷和频率)下,含不同碳链长度ZDDP的润滑脂体系的摩擦学性能及在往复滑动条件下ZDDP在润滑脂中成膜机理.研究结果表明:ZDDP能提高基础脂的减摩抗磨性能;频率、载荷和温度对含ZDDP润滑脂的减摩抗磨性能均有影响,其中温度对其影响最为关键.对于含不同碳链长度的ZDDP润滑脂,在脂润滑状态下ZDDP的极压性能随着烷基碳链长度的增加而降低;在多数工况条件下含不同碳链长度ZDDP润滑脂体系摩擦学性能差别较小.在往复纯滑动条件下摩擦膜生长过程:试球表面的摩擦膜随摩擦时间变化,初期摩擦膜薄且均匀,随后出现一些固体小颗粒,小颗粒不断积累演变成疏松的摩擦膜,经过长时间的摩擦形成致密的摩擦膜. 展开更多
关键词 锂基润滑脂 ZDDP 抗磨添加剂 润滑机理 摩擦学性能
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季铵盐聚离子液体作为水基润滑添加剂的摩擦学性能研究 被引量：10
5
作者 于波 邹坤 +5 位作者 王睿 王新刚 梁依经 于强亮 蔡美荣 周峰 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1246-1257,共12页
合成了含季铵阳离子的聚离子液体PPM-Cl,采用阴离子交换得到三种具有不同烷基链长羧酸根阴离子的聚离子液体PPM-Ba,PPM-Ha,PPM-Oa.发现聚离子液体PPM-Ba,PPM-Ha,PPM-Oa能够提升水基润滑剂的黏度.将聚离子液体PPM-Ba,PPM-Ha,PPM-Oa作为... 合成了含季铵阳离子的聚离子液体PPM-Cl,采用阴离子交换得到三种具有不同烷基链长羧酸根阴离子的聚离子液体PPM-Ba,PPM-Ha,PPM-Oa.发现聚离子液体PPM-Ba,PPM-Ha,PPM-Oa能够提升水基润滑剂的黏度.将聚离子液体PPM-Ba,PPM-Ha,PPM-Oa作为润滑添加剂溶于去离子水得到一系列水基润滑剂,采用SRV-IV微动摩擦磨损试验机考察了水基润滑剂的摩擦磨损性能并与含有商业增黏剂APE30的水基润滑剂进行了比较.结果发现,聚离子液体PPM-Ba,PPM-Ha,PPM-Oa对水基润滑剂的增黏效果优于商业增黏剂APE30,聚离子液体PPM-Ba,PPM-Ha,PPM-Oa作为润滑添加剂均体现出优异的减摩抗磨性能.其中,阴离子链长较长的聚离子液体PPM-Oa能够明显提升水基润滑剂的抗腐蚀性能,同时使水基润滑剂具有优异的减摩抗磨性能.利用非接触表面光学三维轮廓仪和扫描电子显微镜分析摩擦副的磨斑区域的表面形貌,发现含聚离子液体的水基润滑剂在摩擦过程中能够减缓对摩擦副表面的腐蚀并抑制黏着磨损.利用X射线光电子能谱仪分析摩擦副磨斑区域的表面化学状态,发现摩擦过程中聚离子液体在摩擦副表面形成吸附膜并与金属摩擦副发生复杂的摩擦化学反应,生成摩擦化学反应膜,发挥了优异的减摩抗磨作用. 展开更多
关键词 聚离子液体 润滑添加剂 摩擦学性能 增黏剂 润滑机理
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微弧氧化功能陶瓷涂层的设计及其在机械工程的应用进展
6
作者 刘一 赵辰 +4 位作者 冯金宝 于强亮 于波 周峰 刘维民 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期167-192,共26页
微弧氧化(MAO)技术作为一种先进的表面处理技术,能够在轻金属表面生成陶瓷涂层,显著提升其防腐、耐磨、热控等性能。综述了MAO技术在功能性陶瓷涂层设计方面的最新研究进展,重点介绍了MAO技术在防腐、润滑耐磨、热控及热防护、电绝缘和... 微弧氧化(MAO)技术作为一种先进的表面处理技术,能够在轻金属表面生成陶瓷涂层,显著提升其防腐、耐磨、热控等性能。综述了MAO技术在功能性陶瓷涂层设计方面的最新研究进展,重点介绍了MAO技术在防腐、润滑耐磨、热控及热防护、电绝缘和彩色涂层领域的设计研究,并总结了优化电解液组分、电源参数及后处理工艺对涂层性能的提升作用。研究表明,通过改变电解液成分和工艺参数,可以显著提高涂层的致密性和硬度,提升涂层的耐腐蚀性和耐磨性。通过后处理工艺,涂层表面的微孔和裂纹得以填充,从而加强涂层与基体的机械结合力和化学结合力,避免涂层脱落或剥离,可以进一步改善涂层性能或赋予新的功能。研究还发现,MAO涂层在热防护方面的优异性能,可以通过调节涂层的颜色、厚度和结构,控制其太阳吸收率和红外发射率。另外,电绝缘和着色涂层的研究同样显示了MAO技术在功能性涂层设计中的应用前景。系统总结MAO技术在功能性涂层领域的研究进展,总结了优化MAO功能涂层的多种设计策略,并探讨了其在实际应用中的潜力。为MAO技术在更多功能性领域的应用提供了理论基础,也为未来进一步提高涂层性能、拓宽MAO技术的应用范围提供了新的思路和方向。 展开更多
关键词 微弧氧化 陶瓷涂层 复合涂层 电解液 防腐耐磨性
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超声电机聚酰亚胺摩擦材料的设计与研究
7
作者 曹鑫鑫 赵盖 +1 位作者 李兴明 丁庆军 《振动.测试与诊断》 2025年第4期791-796,849,共7页
聚酰亚胺(polyimide,简称PI)分子主链中含有稳定的芳杂环结构,在高温状态下表现出较好的机械强度和耐磨性。针对空间超声电机对长寿命摩擦材料的需求,在纤维增强和纳米改性的基础上,研究二硫化钼含量对PI材料摩擦磨损性能的影响规律。首... 聚酰亚胺(polyimide,简称PI)分子主链中含有稳定的芳杂环结构,在高温状态下表现出较好的机械强度和耐磨性。针对空间超声电机对长寿命摩擦材料的需求,在纤维增强和纳米改性的基础上,研究二硫化钼含量对PI材料摩擦磨损性能的影响规律。首先,测试干摩擦条件下不同含量二硫化钼对PI复合材料摩擦磨损性能的影响;其次,通过扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面,揭示材料的损伤机制以及转移膜的形成过程;最后,优选磨损率最低的PI复合材料,对超声电机摩擦材料进行加速寿命试验,将摩擦材料切片粘贴在定子磷青铜表面,配副为微弧氧化后铝合金转子,验证该材料在超声电机中应用的可行性。结果表明:随着二硫化钼含量的增加,复合材料的摩擦因数和磨损率均有明显下降。使用新型摩擦材料的TRUM-60型电机经过552 h磨合后,摩擦材料深度仅下降40.28μm,占材料总厚度的4.03%,电机输出机械特性依旧保持稳定。 展开更多
关键词 聚酰亚胺 摩擦磨损 二硫化钼 转移膜 超声电机
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铜合金表面石墨烯/环氧复合涂层的制备及其防腐耐磨性能研究
8
作者 胡天昌 徐宁 +4 位作者 陈雷雷 李昊坤 李毅 秦宝锋 胡丽天 《涂料工业》 2025年第8期1-6,13,共7页
【目的】通过石墨烯与环氧树脂的复合来改善纯环氧涂层耐腐蚀性能较差且摩擦系数高的缺陷,实现铜合金表面涂层耐腐蚀耐磨性协同功能一体化。【方法】石墨烯被用作填料分散到无溶剂型环氧涂料中,探讨了石墨烯含量对铜合金表面环氧涂层耐... 【目的】通过石墨烯与环氧树脂的复合来改善纯环氧涂层耐腐蚀性能较差且摩擦系数高的缺陷,实现铜合金表面涂层耐腐蚀耐磨性协同功能一体化。【方法】石墨烯被用作填料分散到无溶剂型环氧涂料中,探讨了石墨烯含量对铜合金表面环氧涂层耐腐蚀性和耐磨性的影响。【结果】石墨烯/环氧复合涂层的腐蚀电流密度明显低于纯环氧涂层。同时,相较于纯环氧涂层,石墨烯/环氧复合涂层的摩擦系数与磨损率可分别降低50%和91.6%。【结论】石墨烯/环氧复合涂层可显著改善铜基摩擦副的耐腐蚀性及耐磨性,并且适当的石墨烯含量可实现涂层协同耐腐蚀/耐磨增强效应。 展开更多
关键词 铜合金 环氧涂层 石墨烯 耐腐蚀 磨损
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喷涂功率对8YSZ/NiCrAlY防护涂层微观结构及抗热震性能的影响
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作者 陕钰 杨晶晶 +5 位作者 孙虎伟 易戈文 万善宏 马飞 刘海军 马小强 《中国表面工程》 2025年第3期316-329,共14页
为提高内燃机热效率,减少散热损失,在内燃机受热零部件表面制备热障陶瓷涂层来发展低散热内燃机,提升内燃机关键受热部件的隔热量和抗高温热冲击损伤能力。采用大气等离子喷涂技术制备了8YSZ/NiCrAlY双层热防护涂层。利用XRD、Raman和SE... 为提高内燃机热效率,减少散热损失,在内燃机受热零部件表面制备热障陶瓷涂层来发展低散热内燃机,提升内燃机关键受热部件的隔热量和抗高温热冲击损伤能力。采用大气等离子喷涂技术制备了8YSZ/NiCrAlY双层热防护涂层。利用XRD、Raman和SEM等表征了YSZ粉体及其涂层的物相组成和显微结构,探究了不同喷涂功率对所制备YSZ涂层组织结构-物相组成及其力学性能的影响,特别是采用马弗炉加热-水淬方式在800℃评价了涂层的抗热震性能,并对其失效机制进行了初步探究。研究结果表明,随喷涂功率从35.75 kW增至42 kW,制备的YSZ涂层物相均由四方相氧化锆组成,涂层未熔融区减小甚至消失,形成明显的柱状晶区和等轴晶区;孔隙和微裂纹数量呈下降趋势,涂层变得更加致密,显微硬度呈先增大后降低趋势,而结合强度缓慢增加。所制备C4(42 kW)YSZ涂层具有较好的显微硬度(817.15±58.65 HV_(300g))和结合强度(66.37±4.90 MPa)。在热冲击试验800次后,C4涂层表现出最好的抗热震性能,但对涂层微观组织结构和性能的损伤严重,已接近涂层热冲击寿命。研究结果为内燃机重要受热部件热防护涂层使役可靠性提供理论依据和关键数据支撑。 展开更多
关键词 等离子喷涂功率 YSZ热防护涂层 扁平粒子 抗热震性能
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