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不同球磨时间下制备的铜基自润滑复合材料力学与摩擦磨损性能研究 被引量：8
1
作者 李佳佳 王燕 王福会 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期236-243,共8页
目的研究球磨时间对Cu-WS_(2)自润滑复合材料界面状态的影响,同时提高自润滑材料的力学性能和摩擦磨损性能,提出比较优化的Cu和WS_(2)复合材料制备工艺。方法采用高能球磨与放电等离子体烧结技术,制备铜基自润滑复合材料。采用WDW-100... 目的研究球磨时间对Cu-WS_(2)自润滑复合材料界面状态的影响,同时提高自润滑材料的力学性能和摩擦磨损性能,提出比较优化的Cu和WS_(2)复合材料制备工艺。方法采用高能球磨与放电等离子体烧结技术,制备铜基自润滑复合材料。采用WDW-100电子万能试验机进行力学实验。采用美国Rtec多功能摩擦磨损试验机进行摩擦学实验。采用XRD和SEM表征不同球磨时间的Cu/WS_(2)复合粉末和烧结后块状复合材料的物相组成和微观结构,并结合EDS表征弯折断口的形貌和磨损形貌,分析球磨时间与复合材料界面状态-力学性能-摩擦磨损性能的内在关系。结果当球磨时间为30 h时,WS_(2)在铜基体中有较好的结合与分布,材料的综合性能最佳,WS_(2)/Cu复合材料的力学性能良好,平均摩擦系数为0.186,维持在较低水平,且磨损率最低,为7.11×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。球磨时间超过30 h时,磨损率不再与力学性能保持一致,而是随着球磨时间的延长而逐渐提高。球磨时间达到50 h时,基体耐磨性下降,磨损率显著提高,达最大值,为10.39×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。结论球磨时间的延长会使WS_(2)在基体中的弥散程度增强,且WS_(2)与Cu基体由于机械互锁式的物理结合增强,使得力学性能随之增强。此外,摩擦磨损性能也能维持在较好水平。但当球磨时间超过30 h时,界面反应加剧,WS_(2)分解为Cu_(2)S,大大减弱了WS_(2)的润滑减摩性能,使得复合材料的摩擦磨损性能降低。 展开更多
关键词 WS_(2)/Cu复合材料 球磨时间 自润滑 放电等离子烧结 力学性能 磨损率 摩擦系数
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FHG97/WS_(2)自润滑复合材料力学性能和摩擦学性能的研究 被引量：1
2
作者 于成涛 陈明辉 王福会 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期143-150,227,共9页
目的探究FHG97/WS_(2)复合材料力学和摩擦学性能。方法采用放电等离子烧结技术制备不同WS_(2)含量的复合材料,通过硬度仪和万能试验机评估材料的力学性能。采用往复式摩擦试验机和白光干涉仪测试25~600℃的摩擦学性能。利用XRD、SEM、ED... 目的探究FHG97/WS_(2)复合材料力学和摩擦学性能。方法采用放电等离子烧结技术制备不同WS_(2)含量的复合材料,通过硬度仪和万能试验机评估材料的力学性能。采用往复式摩擦试验机和白光干涉仪测试25~600℃的摩擦学性能。利用XRD、SEM、EDS和Raman分析材料的物相、显微组织和磨损表面的形貌及元素成分。结果在复合材料制备烧结过程中,WS_(2)与FHG97发生了固相原位反应,生成了Cr_(x)S_(y)和M_(6)C相。新生相提高了复合材料的微观硬度和抗压强度,降低了抗弯强度。摩擦磨损测试结果表明,复合材料的摩擦系数在25~600℃都随温度的升高而降低,添加WS_(2)对摩擦系数降低有积极的作用。磨损率在25~400℃先降低,600℃有所上升。Cr_(x)S_(y)和M_(6)C协同作用使复合材料在25~200℃改善了摩擦磨损性能。400℃时,磨损表面形成的NiO、Cr_(2)O_(3)和Ni_(2)CrO_(4)等氧化物,以及Cr_(x)S_(y)的协同作用使得FW1的磨损率下降1个数量级。600℃时,Cr_(x)S_(y)软化降低了氧化膜的粘附力,使FW1的磨损率略有上升。FW2表面未形成氧化膜,M_(6)C脱落对表面形成磨粒磨损,加剧了表面磨损。结论制备的FHG97/WS_(2)复合材料具有优异的力学性能,FW1在25~600℃内具有最优的摩擦学性能。FHG97/WS_(2)体系材料中WS_(2)的添加量应考虑原位反应对基体中Cr的消耗,避免在高温下无法形成保护性的氧化膜。 展开更多
关键词 镍基自润滑材料 高温 摩擦学性能 润滑性 磨损机理
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文丘里气泡发生器内气液两相流流型及压降实验研究
3
作者 赵梁 张楚谦 +3 位作者 黄江 赵阳 张鹏 胡杰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期514-526,共13页
针对一类文丘里气泡发生器内气液两相流动的流型及压降开展了实验研究。通过可视化实验观测区分了气泡发生器内3种基本流型,包括泡状流、弹状流和柱状流。实验发现,随着两相流从弹状流转变为柱状流,气泡发生器内压降迅速增大。通过对压... 针对一类文丘里气泡发生器内气液两相流动的流型及压降开展了实验研究。通过可视化实验观测区分了气泡发生器内3种基本流型,包括泡状流、弹状流和柱状流。实验发现,随着两相流从弹状流转变为柱状流,气泡发生器内压降迅速增大。通过对压力信号的时频分析,证明气泡发生器出口位置最有利于压力信号的在线监测。从压力信号中提取了与流型转变紧密相关的概率密度函数相对峰度和功率谱密度差异系数,并分别应用于弹状流-柱状流和泡状流-弹状流流型转变的识别。由于已有的压降模型无法准确预测文丘里气泡发生器的整体压降,为此本研究提出了新的压降预测方法。新关联式考虑了气泡发生器内部分单液相流过程以及流型转变对压降预测的影响,预测值与实验测量结果吻合较好,相对均方根偏差约为10.74%。 展开更多
关键词 气液两相流 文丘里式气泡发生器 压力信号 流型 压降
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掺杂Ti对Ni基复合材料摩擦学性能的影响 被引量：3
4
作者 孔轩 陈明辉 +1 位作者 张涛 王福会 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期63-71,共9页
目的通过在NiCr-WS2自润滑体系中掺杂纳米Ti,提升自润滑复合材料在不同环境中的摩擦学性能。方法通过放电等离子烧结(SPS)技术制备了NiCr(N)、NiCr-WS2(NW)、NiCr-WS2-Ti(NW15T)3种复合材料。采用SEM和EDS分析了复合材料的微观性能。通... 目的通过在NiCr-WS2自润滑体系中掺杂纳米Ti,提升自润滑复合材料在不同环境中的摩擦学性能。方法通过放电等离子烧结(SPS)技术制备了NiCr(N)、NiCr-WS2(NW)、NiCr-WS2-Ti(NW15T)3种复合材料。采用SEM和EDS分析了复合材料的微观性能。通过摩擦磨损试验机分别测试了3种材料在干摩擦、去离子水和3.5%NaCl溶液中的摩擦学性能,并借助RAMAN分析磨痕的化学成分。结果在干摩擦条件下,NW15T的摩擦因数和磨损率分别为0.38和4.2×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。相较于传统的NW,NW15T的摩擦因数和磨损率分别降低了22.4%和83.7%;当在去离子水中摩擦时,虽然NW15T也具有较好的摩擦学性能,但是与NW相比优势不明显;在3.5%NaCl溶液中摩擦时,NW15T产生的腐蚀产物避免了摩擦副的直接接触,并使摩擦因数降低至0.16,磨损量降低为0.4×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。与NW相比,NW15T在3.5%NaCl溶液中的摩擦因数和磨损率分别降低了38.5%和81.8%。结论在NW传统自润滑复合材料体系中掺入Ti,原位生成了TiS和Ni3Ti,不仅提高了材料的力学性能,同时提高了复合材料在不同环境下的摩擦学性能。尤其是在NaCl溶液中,在TiS和腐蚀产物的共同作用下,NW15T的摩擦因数和磨损率大幅下降。 展开更多
关键词 镍基自润滑材料 掺杂改性 摩擦环境 润滑性 耐磨性
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β相锻造加工工艺中固溶温度对Ti6242合金保载疲劳性能的影响
5
作者 尚进 张博 +2 位作者 古岩 杨延格 王金龙 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期34-39,共6页
对Ti6242钛合金进行不同固溶温度(960,980℃)下的β相锻造加工,研究了不同固溶温度下合金的显微组织和拉伸性能,以及高峰值应力下的低周疲劳与保载疲劳性能。结果表明:不同固溶温度下β相锻造后Ti6242合金组织相似,均由网篮组织、晶内... 对Ti6242钛合金进行不同固溶温度(960,980℃)下的β相锻造加工,研究了不同固溶温度下合金的显微组织和拉伸性能,以及高峰值应力下的低周疲劳与保载疲劳性能。结果表明:不同固溶温度下β相锻造后Ti6242合金组织相似,均由网篮组织、晶内α相片层组织和羽毛状α相集束组织组成,960℃固溶温度下羽毛状α相集束多于980℃固溶温度下。与960℃固溶温度下β相锻造后相比,980℃固溶温度下β相区锻造后合金的强度较高,断后伸长率略低,低周疲劳寿命明显较低,保载疲劳敏感系数较低;980℃固溶温度下合金的保载疲劳寿命约为960℃固溶温度下的1.3倍。不同固溶温度下β相锻造后低周疲劳断口的疲劳特征明显,均由疲劳裂纹源、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区组成,而保载疲劳断口均由韧窝和疲劳条带组成,呈现出一种以蠕变断裂为主、疲劳断裂为辅的断裂模式。 展开更多
关键词 Ti6242合金 β相锻造加工 低周疲劳 保载疲劳
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自修复金属搪瓷高温防护涂层 被引量：6
6
作者 廖依敏 陈明辉 +1 位作者 王福会 朱圣龙 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期25-34,共10页
搪瓷涂层作为一种惰性涂层,能与大多数金属零部件相容并提供优异的腐蚀防护效果。但搪瓷的高温软化及本征脆性限制了其在高温以及热冲击等苛刻环境下的服役。总结了国内外解决搪瓷涂层烧结温度与服役温度相矛盾、涂层热循环时易剥落等... 搪瓷涂层作为一种惰性涂层,能与大多数金属零部件相容并提供优异的腐蚀防护效果。但搪瓷的高温软化及本征脆性限制了其在高温以及热冲击等苛刻环境下的服役。总结了国内外解决搪瓷涂层烧结温度与服役温度相矛盾、涂层热循环时易剥落等问题的最新进展:首先介绍了通过复合陶瓷颗粒以及对搪瓷/陶瓷界面反应的调控,实现提高涂层使用温度的同时不改变其熔炼和烧结温度的方法体系;接着分析了影响搪瓷涂层抗热震剥落性能的因素(包括搪瓷釉热膨胀系数、涂层/基体界面结合、搪瓷釉力学性能等)。基于搪瓷的硅氧网络基本结构,从热物理性能以及力学性能角度改性等方案仅能在有限范围内提高其抗热震剥落能力的现实,最后提出了发展自修复金属搪瓷高温防护涂层,从根本上解决搪瓷开裂与剥落的问题。 展开更多
关键词 搪瓷涂层 界面结合 颗粒增韧 自修复 高温氧化
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700℃下Nb对HR3C奥氏体耐热钢蒸汽氧化行为的影响 被引量：3
7
作者 尹泽华 周永莉 +3 位作者 鲁金涛 王金龙 陈明辉 王福会 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期267-273,共7页
目的研究Nb含量对奥氏体耐热钢在水蒸气高温环境下氧化行为的影响。方法选取两种不同成分的HR3C奥氏体耐热钢,在700℃、25 MPa纯水蒸气环境中进行氧化实验,实验周期为1000 h。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及光学显微镜,比较两种... 目的研究Nb含量对奥氏体耐热钢在水蒸气高温环境下氧化行为的影响。方法选取两种不同成分的HR3C奥氏体耐热钢,在700℃、25 MPa纯水蒸气环境中进行氧化实验,实验周期为1000 h。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及光学显微镜,比较两种合金的高温氧化动力学结果,并对氧化物的微观形貌和成分以及合金的组织形貌进行观察和分析,探究Nb对HR3C奥氏体耐热钢蒸汽氧化的影响机制。结果Nb的含量对HR3C奥氏体耐热钢的蒸汽氧化性能产生了显著的影响,HR3C-0#合金的氧化质量增量为0.7746 mg/cm2,显微硬度为258.9HV,HR3C-1#合金的氧化质量增量为1.71619mg/cm2,显微硬度为201.4HV,并且两种合金在蒸汽氧化过程中均出现了晶粒细化。结论当Nb的含量在相对较低范围时,HR3C奥氏体耐热钢表现出良好的抗蒸汽氧化性能及较高的硬度;当合金中Nb的含量过高时,会恶化合金的抗蒸汽氧化性能以及显微硬度,样品表面生成了大量非保护性的岛状Fe2O3,并且伴随着组织结构发生晶粒细化的现象。 展开更多
关键词 火力发电 HR3C奥氏体耐热钢 水蒸气氧化 晶粒细化 显微硬度
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合金元素在Al基牺牲阳极中的作用机理 被引量：2
8
作者 彭晶晶 刘静 +3 位作者 张弦 成林 吴开明 张涛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第17期137-144,共8页
电容量大、电流效率高的Al合金具有很大潜力发展成为理想的牺牲阳极。但是,Al金属表面极易生成致密钝化膜,严重影响Al基牺牲阳极的功效。Al合金中的一些合金元素具有破钝化的作用,能够促进Al基体的活性溶解,提高Al基牺牲阳极放电量,因... 电容量大、电流效率高的Al合金具有很大潜力发展成为理想的牺牲阳极。但是,Al金属表面极易生成致密钝化膜,严重影响Al基牺牲阳极的功效。Al合金中的一些合金元素具有破钝化的作用,能够促进Al基体的活性溶解,提高Al基牺牲阳极放电量,因此学者们对合金元素在Al基牺牲阳极中的活化机理开展了广泛而深入的研究。合金元素对Al基牺牲阳极的活化机理主要包括:(1)溶解-再沉积作用;(2)表面自由能吸附理论;(3)第二相优先溶解原理;(4)离子电阻降理论;(5)电位负移理论;(6)非常价态理论等。众多理论的核心思想均是通过机械分离破坏Al_(2)O_(3)钝化膜的完整性,亦或是产生阳离子空位造成氧化膜缺陷。常见的合金元素主要有Hg、In、Sn、Ga、Zn、Mg、Mn、Ti、Zr、Cd、Si、Fe、Bi、Cu及稀土(RE)元素等。合金元素在Al基牺牲阳极活化过程中的作用机理复杂,且存在协同活化作用,合金元素的活化机理尚不十分清晰。因此,本文在查阅大量文献的基础上,重点梳理了Al基牺牲阳极的活化机理,并归纳整理了各合金元素在Al基牺牲阳极中的作用。本文将有助于进一步全面深入理解合金元素的作用机理,从顶层设计的角度出发为设计性能更优异的新型Al基牺牲阳极材料提供了思路。 展开更多
关键词 AL合金 牺牲阳极 合金元素 作用机理
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