边界润滑条件下薄膜碎片对W-DLC薄膜磨损性能的影响

为研究边界润滑条件下薄膜碎片对钨掺杂类金刚石(W-DLC)薄膜的摩擦磨损性能的影响规律,分别在M50高温轴承钢和(100)晶向的Si片表面制备W-DLC薄膜,并且采用刻蚀法去除Si获得W-DLC薄膜碎片。采用Raman光谱和扫描电镜研究薄膜和碎片的结构,利用摩擦磨损试验机和三维白光干涉仪对添加碎片后的薄膜的摩擦磨损性能进行测试。结果表明:在载荷分别为2、5和10 N时,由于加入定量薄膜碎片后摩擦体系的平均摩擦因数分别增大2%、4%和10%;而载荷由2 N提高到5 N和10 N时,摩擦体系的平均摩擦因数从0.1277减小到0.1131再减小到0.1031。在载荷与薄膜碎片耦合作用下,薄膜的磨痕宽度、深度和体积都增大。通过磨损形貌的观察发现,W-DLC薄膜在边界润滑条件下的磨损受到了磨粒磨损机制的控制,在摩擦接触表面上呈现典型的犁沟特征。     

电火花堆焊工艺在电厂关键部件修复中的应用

电力工业作为国民经济的基础产业，一直是国家发展的重点对象。介绍采用电火花堆焊工艺进行甘肃某电厂100MW汽轮机主轴轴径磨损缺陷的修复情况。到目前为止，采用该工艺已成功修复电厂各类主轴、发电机转子轴径近三十根，相关部件几十件，获得巨大经济效益和社会效益。     

铜合金表面过渡层厚度对Cr-DLC薄膜残余应力和结合性能的影响

为提高铜合金表面Cr-DLC薄膜的膜/基结合性能,设计了Cr/CrN/Cr-DLC多层结构薄膜,采用磁控溅射/等离子辅助气相沉积方法在铜合金样品表面制备不同Cr粘结层厚度的Cr掺杂类金刚石（Cr-DLC）薄膜。利用高分辨拉曼光谱仪、薄膜应力仪、纳米压痕仪、划痕仪和连续冲击试验机分别对薄膜的微观结构、残余应力、纳米硬度和弹性模量、薄膜与基体结合性能和耐冲击韧性进行测试。结果表明,随着Cr粘结层厚度的增加,铜合金表面Cr-DLC薄膜的残余应力出现了先升高后降低的趋势,最小残余应力达到-0.47 GPa,降幅高达75.5%。薄膜的膜/基结合力随Cr粘结层厚度的增加而提高,当Cr粘结层厚度为1.01 μm时,Cr-DLC薄膜的膜/基结合力最佳,与无Cr粘结层Cr-DLC薄膜的第1（L_c1）和第2（L_c2）临界载荷相比分别提高69%和67%。经20 000次连续冲击试验,所有薄膜样品冲击坑的冲击深度均没有弹性恢复,薄膜在冲击坑的中心位置均出现一定面积的剥落,其中,Cr粘结层厚度1.01 μm的Cr-DLC薄膜样品的膜层剥落面积最小,表现出了最好的抗连续冲击的能力。一定厚度Cr粘结层能够大幅降低铜合金表面Cr-DLC薄膜的残余应力,提高膜/基结合力和耐冲击性能。     

脉冲电压对内花键齿Si-DLC薄膜微观结构及性能的影响EI北大核心CSCD

为提高花键齿表面硬度和耐磨性,利用空心阴极放电(HCD)产生的高密度等离子体,在内花键齿表面,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备Si-DLC薄膜,并研究脉冲电压变化对花键齿表面Si-DLC薄膜微观结构及性能的影响。结果表明:拉曼光谱显示增加脉冲电压可以减少Si-DLC薄膜中的sp^(3)杂化键含量。随着脉冲电压增加,键齿表面Si-DLC薄膜厚度和沉积速率先增加后降低,在脉冲电压为-1100 V时达到最大。在相同的脉冲电压条件下,花键齿顶处Si-DLC薄膜的厚度最大,齿中处Si-DLC薄膜厚度最小。Si-DLC薄膜的显微硬度随着脉冲电压的升高逐渐降低,硬度可达800~1300 HV0.025。Si-DLC薄膜能显著降低花键齿的摩擦因数,且脉冲电压为-900 V时,制备的Si-DLC薄膜有着最优的减摩效果,沿花键齿廓方向上的Si-DLC薄膜的摩擦因数均小于0.1。Si-DLC薄膜的制备提高了花键齿表面的硬度和耐磨性,为其他机械传动部件表面耐磨薄膜的制备奠定了基础。     

沉积气压与脉冲频率对内花键齿表面Si-DLC薄膜性能的影响EI北大核心CSCD

花键齿严重的磨损失效制约了机械传动部件的可靠性和使用寿命,传统表面处理技术如渗碳、渗氮等无法满足花键齿减摩耐磨的需求。为提高内花键齿表面的耐磨性,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,利用空心阴极放电(HCD)产生的高密度等离子体,在大长径比内花键表面制备多层结构Si-DLC薄膜。分别研究薄膜制备过程中,沉积气压和脉冲频率对花键齿廓方向上薄膜的截面形貌、相结构、厚度均匀性和力学性能的影响。结果表明,沉积气压及脉冲频率是影响内花键齿表面薄膜性能及厚度均匀性的关键参数。沉积气压从8 Pa增加到10 Pa时,花键齿齿顶、齿中及齿根处的Si-DLC薄膜厚度均随之增大,而薄膜的硬度和弹性模量却随之降低。当脉冲频率从300 Hz增加到500 Hz时,花键齿表面薄膜厚度均随之减小。薄膜在花键齿廓方向上的厚度均匀性因等离子体密度增加,鞘层之间交叉重叠减少而变优。研究结果为耐磨强化涂层材料在动力传输系统上的发展与应用提供了基础。     

热持久对YSZ热障涂层隔热性能的影响规律

目前热障涂层（TBCs）作为最先进的高温防护涂层之一,已在发动机涡轮叶片上获得了广泛的应用。本文采用涂层热性能高温环境实验系统对发动机环境叶片涂层热持久实验后YSZ热障涂层的隔热能力开展了研究,获得了实验室环境下YSZ热障涂层长时间工作后隔热性能的变化规律,并从微观组织结构变化规律方面开展了分析。     

溶液前驱体飞行轨迹对涂层微观结构影响规律研究

溶液前驱体等离子喷涂（SPPS）是一种很有前景的制备新型结构热障涂层的新工艺。为了明确溶液前驱体物理化学变化过程对涂层微观结构的影响,本文研究了不同飞行轨迹溶液前驱体制备的涂层微观结构。结果表明：等离子射流低温区的大部分溶液前驱体物理化学变化过程不完全,形成主要由球形颗粒组成多孔疏松结构涂层;高温区的溶液前驱体物理化学...     

一种海洋环境摩擦磨损试验机的研制

为了评定海洋环境下,滑动、滚动和滑滚复合运动等不同配副模式的材料表面的摩擦磨损性能,设计并搭建了一台海洋环境摩擦磨损试验机。试验机包括机械结构和测控系统两部分:机械结构主要包括主轴及驱动系统、闭环控制弹簧式施力系统和摩擦副与加热升温系统;测控系统主要包括传感器模块、单片机数据采集控制系统和计算机等单元。试验表明,试验机可实现滑动、滚动和滑滚结合的配副方式以及载荷、温度、转速、环境等条件的耦合,并可实时测量和存储载荷、温度、摩擦力等数据,且通过表格或图形的形式显示;试验机的离散度5%,重现性好,其测控系统也稳定精确。     

等离子喷涂常规和纳米8YSZ热障涂层的性能

分别采用了常规微米和纳米8YSZ粉末使用大气等离子喷涂系统进行热障涂层的制备,研究了涂层的结合强度、微观结构、常温热导率、折弯性能,试验结果表明:纳米涂层的结合强度要低于常规8YSZ涂层,但涂层的热导率、弯曲性能均优于常规8YSZ涂层.     

声发射技术在热障涂层失效机理研究中的应用

模拟高温下的实际工况并研究高温下热障涂层的失效机理对热障涂层的研究具有积极意义。在自主研制的热循环试验机中引进声发射技术,对涂层高温性能进行了研究和试验,初步对声发射信号特征与涂层寿命之间的关系进行了探索性研究,实现了对裂纹的实时、动态监测,而且能够得到与理论上疲劳裂纹扩展速率曲线相似的结果。通过大量数据分析,证明利用声发射技术研究热障涂层失效机理是可行的。