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1.
摩擦和磨损制约着机械系统的高可靠、长寿命服役,随着科学技术的快速发展,单一的固体或液体润滑系统已经无法满足工业应用中对机械部件的摩擦学性能要求.因此,研究人员对固液相复合润滑体系展开了大量研究,碳基薄膜因具有优异的摩擦学性能而常被用于组成固液复合润滑体系.对碳基薄膜固液复合润滑体系的研究进行了回顾,从碳基薄膜/油复合润滑、碳基薄膜/离子液体复合润滑、碳基薄膜/水复合润滑、碳基薄膜/润滑剂/纳米添加剂复合润滑,以及表面织构碳基薄膜和摩擦过程中生成碳材料的特殊碳基材料复合润滑六个体系对碳基薄膜固液复合润滑进行了综述.碳基薄膜/润滑油复合润滑无论是在大气还是在真空中都表现出优异的摩擦学性能,碳基薄膜/离子液体复合润滑对于提高在苛刻条件下服役的机械运动部件的摩擦学性能具有指导意义和广泛的应用前景.润滑添加剂的使用,可以在碳基薄膜/润滑油复合润滑体系的基础上进一步提高摩擦学性能,过渡金属氮化物/润滑油摩擦催化生成碳材料为进一步发现和发展不同的先进润滑和保护材料提供了前景.最后总结了目前研究领域中存在的一些问题,并对未来发展方向进行了展望.  相似文献   
2.
为了探明冰刀热物性参数对固液界面结构的影响,建立了冰刀-冰面滑动摩擦热-结构耦合模型,对摩擦过程进行数值模拟。结果表明,在一定范围内减小冰刀导热系数、比热容都有利于冰面水膜的形成,过度降低热物性参数,对冰面水膜的形成不利,最优冰刀材料导热系数为0.53 W.m-1.K-1,此时界面最高温度为51.1 ℃,冰面水膜长度为181.58 mm,水膜厚度为1.09 mm;最优冰刀比热容为25.0 J.kg-1.K-1,此时界面最高温度为45.6 ℃,冰面水膜长度为170.43 mm,水膜厚度为0.65 mm。  相似文献   
3.
廖毅弘  张桂明  许静 《中国机械工程》2022,33(12):1427-1434
基于流体润滑理论,应用有限元法计算了汽轮机调节阀压力分布及泄漏量,分析了织构化可控界面对调节阀泄漏影响的规律,明确了织构化调节阀的作用机理,实现了界面调控。结果表明:所设计的亲水、疏水织构满足预期的润湿性能;微凹坑流体动压润滑效果较差,动压平衡织构具备动压楔形效应,存在明显的涡流,有效改善了阀杆阀套间隙动压润滑效应,但动压平衡织构增大了上下壁面的联通面积,不利于密封。织构的减漏率影响从大到小依次为:疏水织构、组合织构、亲水织构、动压平衡织构。当调节阀所受压力超过3.5 MPa时,减漏率变化变得平缓。动压效应、密封坝效应以及凹槽内涡流能量交换与能量耗散的协同,使得组合织构在提高阀杆稳定性及降低泄漏方面优于其他织构。  相似文献   
4.
In this work, a novel graphene oxide (GO)-fly ash cenospheres (FACs) hybrid fillers was introduced to improve the wear and corrosive resistance of epoxy resin (ER) composite coatings. The tribological behavior and the corrosion performance of three kinds of coatings (pure ER, GO/ER and GO-FACs/ER coatings) were studied and the reinforced mechanisms of coatings filled by different fillers were analyzed. The friction coefficient and wear rate of the ER coatings were decreased with the addition of GO-FACs hybrids. The scanning electron microscope images showed that the dispersibility and compatibility of GO-FACs hybrids were effectively improved compared with that of GO sheet. The water contact angle examination indicated that the hydrophobicity of the GO-FACs/ER coatings increased. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) results demonstrated that the GO-FACs/ER coatings have better anticorrosion performance compared with the pure ER coatings and the GO/ER coatings. The hydrophobic surface and the well dispersed fillers constitute the dual barrier to resist the corrosion medium.  相似文献   
5.
针对密封环接触面之间的润滑问题,基于Reynolds方程,考虑粗糙度的影响,建立在流体动压润滑状态下圆台型表面织构的数学模型,对密封环接触表面在不同织构参数、不同粗糙度参数下润滑膜压力大小及分布情况进行研究。采用有限差分法、牛顿迭代法研究不同润滑介质下,圆台型微凹坑的几何参数及粗糙度参数对润滑膜平均压力的影响,并与理论数值结果进行对比验证。结果表明:密封环端面的平均膜压随圆台型织构间距、小径的增大而减小,随织构大径的增大而增大;存在最佳织构深度使平均膜压最大;润滑介质黏度越大,密封环端面平均膜压越大;粗糙峰峰高越大,端面平均膜压越小,而粗糙峰波长对端面平均膜压的影响较小,因此粗糙峰应尽可能小;存在织构参数、粗糙度参数的最优组合使润滑膜平均压力值达到最大。  相似文献   
6.
为研究在流体润滑条件下,表面微织构形貌参数对润滑性能的影响,建立考虑空化效应的单织构三维计算模型。用CFD方法模拟织构在不同深度、面积密度和表面形状条件下,油膜承载力、摩擦因数和压力分布的变化情况。结果表明:随着织构深度(面积密度)的增加,油膜的承载力先增大后减小,摩擦因数先减小后增大,即织构存在最优的深度和面积密度使得流体动压润滑性能最优;随着上壁面滑移速度的增大,织构的最优深度有减小的趋势,而最优面积密度趋于稳定;设计具有汇流作用的织构表面形状可以提高油膜的承载力,且速度越大,改善润滑的效果越明显。  相似文献   
7.
《Ceramics International》2022,48(16):23527-23535
Inspired by the surface structure of lotus leaves, micro–nano hierarchical surface structures have been widely used for designing superhydrophobic surfaces. However, the conventionally designed superhydrophobic surface structures are fragile. In this study, a layer of micron-sized mullite whiskers was grown using molten salt on the surface of BaAl2Si2O8 (BAS) glass ceramics. Subsquently, SiO2 nanoparticles modified with 1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltriethoxysilane were sprayed onto the whisker layer to form a superhydrophobic surface. The nanoparticles exhibit superhydrophobicity, which is protected by the whisker layer containing pores and bulges. This prohibits direct contact between the nanoparticles and external objects. Contact and rolling angle tests indicated that the surface contact angle of the micro–nano hierarchical structure is 158° and the rolling angle is less than 10°. The stability of the superhydrophobic surface was tested through ultraviolet light, long-time immersion in solutions with various pH values, water scouring, and sandpaper abrasion. The results showed that the contact angle is greater than 150°. This study is expected to provide a simple and effective method for fabricating superhydrophobic surfaces on ceramics on a large scale.  相似文献   
8.
孟祥铠  孟令超  马艺  江锦波  彭旭东 《化工学报》2022,73(10):4576-4584
考虑多孔质材料内密封介质渗流与密封端面润滑液膜间的传质耦合关系,建立了一种多孔质机械密封的流体润滑模型,采用有限单元法求解液膜润滑方程和多孔质内部渗流控制方程,研究了膜厚、渗透率、多孔质环几何参数对密封性能的影响规律,揭示了多孔质机械密封的工作机理。结果表明:多孔质机械密封依靠流体静压效应在密封端面成膜,相较于普通平行端面密封,其液膜承载力和轴向刚度更大;随多孔质渗透率的增大,多孔质机械密封泄漏率和开启力逐渐增大,而液膜刚度逐渐减小;液膜厚度的增大会导致泄漏率的增大和开启力的减小,而液膜刚度先增大后减小,且不同渗透率下的最大刚度分别对应不同的膜厚值。研究结果可为多孔质机械密封的工程设计提供新的思路和理论指导。  相似文献   
9.
《Ceramics International》2022,48(1):157-163
NASICON-type structured compounds Li1+xMxTi2-x(PO4)3 (M = Al, Fe, Y, etc.) have captured much attention due to their air stability, wide electrochemical window and high lithium ion conductivity. Especially, Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 (LATP) is a potential solid electrolyte due to its high ionic conductivity. However, its actual density usually has a certain gap with the theoretical density, leading the poor ionic conductivity of LATP. Herein, LATP solid electrolyte with series of SnO–P2O5–MgO (SPM, 0.4 wt%, 0.7 wt%, 1.0 wt%, 1.3 wt%) glass addition was successfully synthesized to improve the density and ionic conductivity. The SPM addition change Al/Ti–O bond and P–O bond distances, leading to gradual shrinkage of octahedral AlO6 and tetrahedral PO4. The bulk conductivity of the samples increases gradually with SPM glass addition from 0.4 wt% to 1.3 wt%. Both SPM and the second-phase LiTiPO5, caused by glass addition, are conducive to the improvement of compactness. The relative density of LATP samples increases first from 0 wt% to 0.7 wt%, and then decreases from 0.7 wt% to 1.3 wt% with SPM glass addition. The grain boundary conductivity also changes accordingly. Especially, the highest ionic conductivity of 2.45 × 10?4 S cm?1, and a relative density of 96.72% with a low activation energy of 0.34 eV is obtained in LATP with 0.7 wt% SPM. Increasing the density of LATP solid electrolyte is crucial to improve the ionic conductivity of electrolytes and SPM glass addition can promote the development of dense oxide ceramic electrolytes.  相似文献   
10.
目的 建立具有非对称表面织构的粗糙平面的表征方程,并分析方程参数对其形貌的影响,依托表征方程重建的织构平面研究非对称表面织构在动压润滑条件下的润滑特性。方法 根据非对称织构平面的加工过程,基于W-M函数重构粗糙表面,再叠加非对称织构形貌特征方程,实现不同尺寸非对称表面织构的数学表征,利用Matlab软件对方程中表面织构参数和粗糙表面参数对织构平面形貌的影响进行分析,并利用方程表征的织构平面建立动压润滑压力油膜的实体模型,对压力油膜进行CFD计算,分别得出正向非对称织构、对称织构、反向非对称织构中的压力分布规律和流线分布规律,实现非对称表面织构的动压润滑效应分析。结果 表征方程的各个参数中,尺度系数和分形维数主要影响粗糙表面轮廓高度的变化范围和变化频率,微观轮廓高度的变化范围随着尺度系数的减小以同样的倍率减小,微观轮廓高度变化随着分形维数的逐渐增大越来越剧烈,变化频率也越来越快,非对称度、织构深度等织构相关参数主要影响织构的形貌特征。润滑压力油膜CFD分析计算表明,正向非对称织构(k=2)的进出口压力差为1747 Pa,明显大于对称织构(k=1,387 Pa)和反向非对称织构(k=0.5...  相似文献   
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