β-环糊精与亚磷酸二正丁酯包合物的制备和摩擦学性能

采用干混研磨法制备β-环糊精（β-CD）与亚磷酸二正丁酯（T304）的包合物。采用四球法研究不同含量的包合物在聚乙二醇-600（PEG-600）溶液中的摩擦学性能。摩擦磨损实验结果表明,在不同载荷下,包合物的抗磨减摩性能都优于β-CD,这是因为在摩擦过程中,包合物分解成各种分子片段,释放T304分子;包合物质量分数为0.9%时,摩擦系统的摩擦因数最小。磨损表面的X射线光电子能谱（XPS）分析表明,被释放的T304形成的亚磷酸盐和亚磷酸酯膜起主要作用,β-CD的分解片段形成的羟基吸附膜和碳沉积膜在亚磷酸盐和亚磷酸酯膜上具有更好的抗磨作用;不同润滑膜的相互作用最终形成了混合边界润滑膜。     

填料中锌含量和焊接温度对SiC/Al复合材料接头性能的影响

通过烧结铝粉和碳化硅微粒制备SiC/Al复合材料,以组成(质量分数/%)分别为Al-20SiC、Al-20SiC-20Zn、Al-20 SiC-40Zn的填料作为中间层材料,在420,520,600℃焊接温度下对复合材料进行扩散焊接,研究了填料中锌含量与焊接温度对复合材料接头性能的影响。结果表明:在420℃焊接后,接头附近的锌呈明显团聚状态,而在520,600℃焊接后,接头附近未见锌团聚现象,较高的焊接温度有助于锌的均匀扩散;采用Al-20SiC-40Zn填料并在520℃焊接后,接头发生了氧化,形成明显的裂纹;采用Al-20SiC-20Zn填料焊接后试样的剪切强度大于采用Al-20SiC和Al-20SiC-40Zn填料的,且随着焊接温度的升高而增大;随着填料中锌含量的增加,接头的硬度提高,且均高于母材的;接头的硬度随着焊接温度的升高而增大,但增幅减小。     

碳纳米管复合物纳米流体切削液的稳定性与强化换热

将润滑剂硫化异丁烯（T321）填充到碳纳米管（CNTs）内以后制成复合物,再利用复合物制备了一种纳米流体切削液,研究了该纳米流体的分散稳定性、导热和黏度特性,分析了酸化处理时间、碳管微粒类型与浓度、表面活性剂、测试条件等对上述性能的影响。结果表明,T321填充CNTs时的填充率为25%左右,制备稳定分散纳米流体所需的两种表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）与吐温-80（TW-80）的最佳复配比例为3∶7,复配活性剂与碳管的最佳比例为5∶1。当CNTs的酸化处理时间为9h左右,且在充分、稳定分散的条件下,复合物可使基液的热导率提高110%,CNTs的形状因子对热导率的影响最为显著。所制备的纳米流体为一种非牛顿流体,当活性剂质量分数为0.5%左右时,其动力黏度最小。与普通CNTs所制备的纳米流体比,复合物纳米流体的热导率更高、黏度更小,这是由于在CNTs的开口与内部填充过程中,其表面被化学修饰,使复合物在基础液中具有更好的分散稳定性。     

前后刀面微织构铣削镍基合金的切削力研究

为了提高刀具对难加工材料的切削加工性能,降低切削力,延长刀具寿命,采用激光加工技术在TiAlN涂层刀具前、后刀面上制备出平行于主切削刃的沟槽型织构,对比研究变切削参数条件下铣削镍基合金的切削力变化情况。结果表明:在低转速、小吃刀量、低进给速度情况下,后刀面织构刀具的切削力小于前刀面织构刀具;背吃刀量对前刀面织构刀具的切削力增幅影响最大;主轴转速对后刀面织构刀具的切削力增幅影响最大。     

多壁碳纳米管/油酸复合物纳米流体车削GCr15钢的性能研究

针对切削液不易渗入到切削区起润滑作用的问题,提出利用内部填充油酸（OA）的多壁碳纳米管（MWCNTs）复合物为添加剂制备纳米流体,该纳米流体更易渗入到切削区,且复合物可在切削时释放油酸起增强润滑的作用。首先测试了纳米流体的热物理性能,考察了它在微量润滑（MQL）条件下车削GCr15钢的性能,然后研究了切削过程中复合物的冷却润滑特性。结果表明：与普通MWCNTs相比,复合物能更好地提高纳米流体的分散稳定性、传热性和润湿性;与普通乳化液相比,复合物纳米流体车削时的切削力减小约15%,切削温度降低约25%,工件表面粗糙度值减小16%,刀具耐用度提高了22%。     

β-环糊精与油酸包合物的制备和摩擦学性能

合成β-环糊精与油酸的包合物,以包合物作为一种润滑添加剂,用四球法研究了载荷、摩擦时间及添加量对其摩擦学性能的影响,并分析了润滑机理。结果表明,在196、294和392 N载荷下,添加包合物的润滑液的摩擦系数均随时间的增加逐渐减小。在各种含量下,包合物的抗磨性能都优于β-CD和油酸的,含量为0.9%时,添加包合物的润滑液具有最佳的减摩效果。在摩擦过程中,包合物主体β-环糊精被分解,释放客体油酸,油酸通过化学吸附形成羧酸皂膜起主要润滑作用,β-环糊精的分解片段形成羟基吸附膜和碳沉积膜起辅助促进作用,二者共同作用形成的复合润滑膜具有良好的摩擦学性能。     

一种具修形的直齿锥齿轮副齿面接触分析方法

提出一种新的齿面接触分析方法,首先以"黄金比例法"找出齿面接触点,并以所求得的齿面接触点参数计算大齿轮的角度传递误差;接着以该接触点的切向量为基准通过搜寻法找出接触齿印,从而求解出边界接触条件下的齿轮副接触状况;最后以Litvin的齿面接触分析方法为参考,验证文中所提出的齿面接触分析方法的正确性.     

填充β-环糊精/油酸包合物的酚醛树脂磨具的自润滑性能研究

制备了β-环糊精与油酸的包合物,以包合物为填料制备了一种酚醛树脂磨具。研究了包合物的填充量和摩擦实验条件对磨具力学及摩擦学性能的影响,分析了包合物在树脂磨具中的存在形式及其在摩擦过程中释放油酸并产生自润滑作用的机理。结果表明,当包合物的填充量小于20%时,磨具的抗拉强度和硬度能够完全满足磨具的实际使用条件,且包合物的填充可有效降低磨具摩擦因数和磨损率。在不同的转速和载荷条件下,填充包合物都能减小磨具的摩擦因数,且转速和载荷越高时作用越明显,但相应地,磨损率也越大。磨具中的包合物在摩擦过程中释放出油酸,油酸与β-环糊精的摩擦产物共同作用于对磨面上形成自润滑层,从而产生减摩、抗磨和提高表面质量的效果。     

Cr–C/h-BN 自润滑复合镀层的制备与摩擦学性能

在三价铬Cr–C镀液中添加1~5 g/L的h-BN自润滑微粒,运用直流电沉积技术在Q235碳素结构钢基体上制备了Cr–C/h-BN复合镀层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等设备分析了h-BN微粒添加量、电流密度等工艺参数对镀层组织和性能的影响。结果表明:在电流密度20 A/dm2,h-BN添加量3 g/L的条件下,可获得h-BN微粒体积分数为6.15%的复合镀层。h-BN微粒的添加改善了Cr–C合金镀层的耐磨性,Cr–C/h-BN复合镀层在室温干摩擦条件下的磨损率减少了22%,平均摩擦因数由原先的0.49降低至0.31。     

二烃基五硫化物-三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊的制备及其摩擦性能

以硫化脂肪类添加剂二烃基五硫化物(RC2540)为芯材, 三聚氰胺-甲醛树脂(MF树脂)为壁材, 采用原位聚合法合成了RC2540-MF树脂微胶囊。使用红外光谱、 SEM及热重分析(TG)等对其性能进行表征。用四球摩擦副考察了RC2540-MF树脂微胶囊作为聚乙二醇基础液添加剂时的摩擦磨损性能。结果表明: 添加质量分 数3% RC2540-MF树脂微胶囊的聚乙二醇基础液在314 N下摩擦系数可低至0.04, 磨斑直径在314 N(RC2540-MF质量分数5%)下为0.54 mm, 实验载荷则可以提高至1000 N以上。这是由于摩擦力导致RC2540-MF 树脂微胶囊破损, 活性硫化物在摩擦表面的物理、 化学吸附作用和生成的摩擦化学反应膜起到减摩和极压抗磨作用。