类富勒烯碳薄膜的结构演变及摩擦学性能研究

通过等离子体增强化学气相沉积技术,以不同沉积时间在硅表面上制备类富勒烯碳薄膜,探究类富勒烯碳薄膜结构演变和摩擦学性能随沉积时间变化规律。利用拉曼光谱和透射电子显微镜,考察类富勒烯碳薄膜微结构和表面形貌随沉积时间的变化。结果表明:碳薄膜内类富勒烯结构含量随沉积时间先增加后保持不变;采用沉积时间为3 h的类富勒烯碳薄膜组成摩擦配伍对,当载荷从8 N增加到14 N时,摩擦因数从0.013降至0.006,即随载荷的增加实现了由低摩擦向超滑的转变。这是因为摩擦诱使类富勒烯碳薄膜发生结构转变,并形成有利于减少摩擦的类球状或外部石墨壳层闭合的纳米颗粒。     

一种提高油样中低含量石油磺酸盐分析效率的方法

为了准确分析油田化学驱采出液油样中石油磺酸盐的含量,介绍了一种在油样中加入不同极性溶剂组成的萃取体系的预处理技术,将石油磺酸盐萃取到水相,利用液相色谱仪对其进行检测的方法。取适量油样,依次加入正己烷、二氯甲烷、无水乙醇和蒸馏水,振荡均匀后静置分层,取下层水相溶液进行色谱分析。色谱柱为阴离子交换柱,流动相为甲醇/水和甲醇/盐水(含0.2 mol/L乙酸和0.2 mol/L乙酸铵),梯度洗脱。实验结果表明,该预处理技术联合液相色谱法检测技术分析效率较高,加标回收率高于90%,液相色谱最小定量限10 mg/L,线性范围10～2000 mg/L。该方法可对油样中低含量的石油磺酸盐进行快速定量分析。     

凹凸棒石基新型水处理吸附材料研究进展

随着我国对水污染治理力度的加大,对高性能水处理材料的需求也越来越迫切.以凹凸棒石为代表的黏土矿物因其储量大、价格低廉、对多种污染物吸附好以及环境相容性好等特点受到广泛关注.本文综述了近年来凹凸棒石基水处理新型吸附材料的研究进展,主要包括利用凹凸棒石一维纳米棒晶表面改性、负载和复合等新型吸附材料.重点介绍了各种新型吸附剂的构筑方法及其研究进展,展望了未来凹凸棒石基新型吸附剂的研发方向.     

OMS-2催化剂成型工艺研究及其在印染废水处理中的应用

以OMS-2粉体催化剂为基础,对催化剂进行挤出成型,考察粘结剂种类、粘结剂用量、润滑剂和孔结构改进剂用量、焙烧温度对成型催化剂机械强度的影响。得到最佳成型工艺条件为,粘结剂硅溶胶用量为OMS-2粉体催化剂质量的105%～110%、辅助粘结剂纳米ZrO_2用量为OMS-2粉体催化剂质量的30%～35%、润滑剂田菁粉用量为OMS-2粉体催化剂质量的2. 5%～3. 0%、孔结构改进剂柠檬酸用量为OMS-2粉体催化剂质量的5%～6%,焙烧温度450℃。成型后催化剂机械强度可达150 N·cm~(-1),满足工业化应用对催化剂强度的要求。将成型催化剂应用于催化湿式氧化印染废水处理,经过432 h活性评价时间,COD平均去除率约91. 6%,反应结束后催化剂结构完整,平均机械强度约144 N·cm~(-1),表现出良好的水热稳定性。     

三元层状固体润滑Ti3SiC2复合材料的制备与摩擦学研究进展

Ti_3SiC_2作为一种新型的陶瓷材料,兼具金属和陶瓷的双重性能,同时也由于具有良好的导电导热性、低密度、机械可加工性、优异的抗热震性能、高熔点、高热稳定性、耐高温氧化、耐腐蚀性能,近年来受到了越来越多研究者的关注。首先介绍了Ti_3SiC_2内部晶体学结构,指出其与二元碳化物Ti C有着紧密的晶体学关系,接着详细叙述了各种Ti_3SiC_2制备工艺及其复合材料的研究现状,阐述了化学气相沉积(CVD)、磁控溅射(MS)、脉冲激光沉积(PLD)、自蔓延高温合成(SHS)、热等静压(HIP)、热压烧结(HP)、火花等离子烧结(SPS)等技术在制备Ti_3SiC_2及其复合材料方面的优点和不足。随后重点分析了温度、滑动速度、载荷、添加组分含量、对偶材料种类和润滑环境等因素对Ti_3SiC_2及其复合材料摩擦学性能的影响。最后总结了在Ti_3SiC_2及其复合材料研究中存在的一些问题,并指出进一步提高摩擦磨损性能,添加多元增强相,改进现有技术以及采取新型制备工艺,是未来发展的重要方向。     

超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的摩擦腐蚀性能研究

目的研究不同喷涂距离下WC-10Co-4Cr涂层的摩擦腐蚀性能,探究其机理并优化工艺参数,以提高涂层性能。方法通过超音速火焰喷涂技术在304不锈钢基体上制备WC-10Co-4Cr防护涂层,通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究涂层的微观结构及相组成,采用维氏显微硬度计测量涂层的显微硬度。采用装配有电化学工作站的摩擦磨损测试仪,对浸没于3.5%NaCl盐溶液中的涂层进行摩擦腐蚀实验,测量涂层在静态及滑动条件下的磨损率、摩擦系数和极化曲线。结果喷涂距离提高时,涂层孔隙率降低,硬度提高,达到1100～1400 HV。在腐蚀介质中滑动摩擦时,WC-10Co-4Cr涂层的磨损率较304不锈钢低2个数量级,磨损率为1.7×10~(-7)mm~3/(N·m),而304不锈钢的磨损率为2.6×10~(-5)mm~3/(N·m)。结论 WC-10Co-4Cr涂层良好的摩擦腐蚀性能归因于承受负载的WC相与产生钝化的金属粘结相之间的协同作用,其抵抗涂层受摩擦腐蚀破坏。     

氦离子预注入对钨中氘滞留行为的影响

利用高能离子注入机和直线等离子体模拟装置,本文研究了高能氦离子预注入对氘等离子体辐照后钨中氘滞留行为的影响。采用FIB-SEM、TEM、GD-OES和TDS等分析方法,分析了氦离子预注入对钨中氘滞留行为的影响。结果表明：氦离子预注入在辐照损伤区域形成大量氦泡,钨经过氘等离子体辐照后,表面的氘泡数量明显低于未经过氦离子预注入的样品。GD-OES分析中可以看到在氦捕获位处氘滞留浓度明显升高,同时氦离子预注入增加了氘在钨中的扩散深度,结合TDS分析可知氦离子预注入增加了氘在钨中的滞留总量,这是由于氦离子预注入后,形成的缺陷又为钨中氘的俘获提供大量新的位点,从而导致钨中的氘滞留量明显提高。     

不同应用环境下MoS2基薄膜摩擦学性能研究进展

综述近30年来MoS_2薄膜的摩擦学研究进展,以及MoS_2作为极具代表性的固体润滑薄膜在航空航天等领域的广泛应用;分别从大气、真空、潮湿和高温等条件下简述MoS_2薄膜应用的优缺点及解决策略,并结合代表性的工作对具体问题展开论述;指出随着制备方法和技术的突破,MoS_2薄膜易氧化、不耐潮湿的问题得到有效解决,通过掺杂、织构化和纳米化等手段不仅发展出了大气环境下具有超滑性能的MoS_2薄膜,而且提高了其在450℃下的抗氧化性能;提出MoS_2薄膜的主要研究课题和方向为:进一步发展新型MoS_2基薄膜,以满足不同工况环境下的需求;进一步揭示高温、高湿度环境下MoS_2基薄膜润滑失效机制和延寿机制。     

纳米碳化锆改性填充聚四氟乙烯-聚苯硫醚复合材料摩擦磨损性能

采用冷压成型烧结工艺法,制备纳米碳化锆(Nano-ZrC)与聚苯硫醚(PPS)填充改性聚四氟乙烯(PTFE)基复合材料。采用邵氏硬度仪、万能材料试验机、扫描电镜分别表征了复合材料的显微结构及力学特性;使用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机测试了复合材料在不同实验条件下的摩擦学性能,并通过非接触3D轮廓仪及X射线光电子能谱仪对磨损表面及转移膜进行了检测分析。结果表明:随着纳米碳化锆含量的增加,复合材料硬度上升,拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度下降;纳米碳化锆使得复合材料耐磨性得到显著提升,且其体积分数为5%时复合材料摩擦学性能最佳;纳米碳化锆增强了转移膜的物理粘附能力,并促进其化学吸附作用;当载荷提升至300 N,摩擦速度提升至3 m/s时,复合材料摩擦磨损性能大幅降低,转移膜形貌发生明显变化;环境温度(25~140℃)对复合材料摩擦磨损性能影响不明显。