碳基薄膜在航空轴承乏油问题中的应用研究

目的 研究乏油工况下GLC和DLC两种碳膜在航空轴承上的应用。方法通过磁控溅射技术在单晶硅片P(100)、轴承钢样块和轴承套圈表面分别制备了GLC和DLC两种薄膜。利用扫描电镜（SEM）、拉曼光谱对薄膜的截面和磨痕形貌及结构进行了分析。利用纳米压痕仪、摩擦磨损试验机等对薄膜的力学性能和摩擦学性能进行了研究。利用轴承试验机对镀两种膜的轴承进行了对比研究。结果 GLC和DLC两种碳基薄膜均结构致密,GLC薄膜含有更多的sp2,DLC薄膜含有更多的sp3;两种薄膜硬度分别达到18.2 GPa和22.2 GPa,弹性模量分别达到230.2 GPa和260.8 GPa,干摩擦条件下,薄膜摩擦系数分别低至0.11和0.21。镀膜轴承在运转0~10 h时,温升无明显差异;10~30 h过程中,镀GLC薄膜轴承温升约为40~45 ℃,而镀DLC薄膜轴承温升约为50~55 ℃。运转后,轴承滚子上出现转移膜,镀GLC薄膜的轴承磨损比镀DLC薄膜的轴承严重。结论 在乏油工况下,DLC薄膜具有更加优异的环境适应性。     

润滑油缺失工况下不同活塞环涂层对缸套摩擦磨损对比研究

为研究润滑油缺失工况下不同活塞环涂层在不同温度下与缸套的摩擦学性能,选取5种商用活塞环涂层,利用扫描电子显微镜观察不同涂层的截面形貌,利用往复式摩擦磨损试验机,在润滑油缺失工况下,分别在常温、200 ℃和350 ℃条件下进行摩擦磨损试验,利用轮廓仪和光学显微镜分别观察摩擦试验后的磨损量和磨痕形貌。结果表明：CrN基涂层和CKS涂层主要为黏着磨损,对缸套磨损大,不同温度下摩擦学性能稳定;含DLC涂层主要为磨料磨损,常温摩擦因数小,高温下不同涂层有较大差异,其中CDC+DLC涂层综合性能最佳。     

8Cr4Mo4V钢表面减摩耐蚀涂层研究

为了提升8Cr4Mo4V钢表面的减摩耐蚀性能,利用真空磁控溅射镀膜技术,在单晶硅P(111)、8Cr4Mo4V钢表面分别制备了WCx和CrN/WCx2种涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层截面形貌,采用UMT高温摩擦磨损试验机、台阶仪、纳米压痕仪、电化学工作站和盐雾试验机分别研究了8Cr4Mo4V钢和2种涂层的摩擦磨损性能、硬度和弹性模量、电化学腐蚀性能和耐盐雾腐蚀性能.结果 表明:涂层截面结构致密均匀,涂层的增加使8Cr4Mo4V钢的摩擦系数降低至0.20以下,磨损率降低2～3个数量级,纳米硬度提高3倍以上,弹性模量降低24％左右,电化学腐蚀降低1个数量级,耐盐雾性能明显提升,涂层起到了很好的保护基材的作用.     

利用固体废弃物制备硅酸钙绝热材料综述

对比了硅酸钙绝热材料的两种制备方法,即一次静态水热合成法和动态水热合成法;综述了利用固体废物制备硅酸钙绝热材料的现状;分析了反应前固体废弃物的处理方法、水固比、外加剂类型、反应温度和时间、纤维掺入量、粗细和长短、成型和干燥工艺、体积密度等对硅酸钙绝热材料性能的影响。由此提出一个新的研究领域,即以电石泥渣为钙质原料,采用一次静态水热合成法,制备硅酸钙绝热材料。     

不同涂层在甘油环境下的摩擦学性能对比研究

为提高甘油环境下摩擦副的抗磨能力,采用磁控溅射技术在单晶硅P(111)、316L不锈钢上分别制备DLC、CrN、TiN涂层。分别在大气及甘油环境下,利用多功能摩擦磨损试验机对涂层摩擦磨损性能进行对比研究,分析摩擦因数、磨损率及磨痕形貌的变化规律,并对比分析甘油环境中不同涂层与涂层配副在重载高速下摩擦力矩变化规律。结果表明:DLC涂层在大气环境下具有最优的减摩抗磨性能,DLC涂层和CrN涂层在甘油环境下均具有优良的减摩耐磨性能;在100 N载荷下DLC-CrN涂层配副在甘油环境下在整个测试过程中摩擦力矩比较小,且样块表面均无明显的磨损及划痕,表明DLC-CrN涂层配副在甘油环境及重载高速工况下具有优异的摩擦学性能。     

Si含量对Si-GLC薄膜在海洋环境中摩擦学行为的影响

目的 为改善类石墨(Graphite-like Carbon，GLC)薄膜在海洋工程中的摩擦学行为，扩展此类薄膜的进一步应用。 方法 采用磁控溅射技术制备了不同Si含量的Si-GLC薄膜。采用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱设备对薄膜的形貌、成分和结构进行了分析，并用海水盐雾、高低温交变试验模拟海洋环境对薄膜的腐蚀作用，利用纳米压痕、往复式摩擦磨损试验机对薄膜的机械性能进行了评价。结果 Si-GLC薄膜结构致密，受限于沉积方法，制备的Si-GLC薄膜具有富Si层和富C层交替生长的“伪多层”结构。随着Si含量的增加，C—Si单键的数量逐渐增多，Si-GLC薄膜中sp³杂化键的含量逐步增加。Si-GLC薄膜中sp³杂化键的含量随Si含量的增加而逐步上升，薄膜的硬度与弹性模量在Si质量分数为64.51%时到达最大值，分别为21.3 GPa和245.9 GPa。同时，Si含量较高的薄膜具有更好的耐盐雾、耐高低温交变特性，表现出更好的海洋环境适应性。结论 Si质量分数为48.11%时Si-GLC表现出最佳的海洋环境适应性摩擦学性能，在不同试验条件下均具有较低(约0.1)且稳定的摩擦因数，证明在GLC薄膜中掺入适量的Si元素能够起到稳定薄膜内的单键结构，避免薄膜在摩擦过程中发生石墨化，达到提升薄膜耐磨性能的目的。