纳米微粒在摩擦学中的应用研究

介绍了纳米微粒在摩擦学中的研究现状，并对其机理进行了综述。     

氧化物掺杂YSZ热障涂层的最新研究进展

随着先进航空发动机涡轮叶片热障涂层服役温度、服役寿命以及隔热性能的不断提升,研制温度高、使用寿命长和隔热性能优异的热障涂层材料,已成为国际高温防护涂层领域的研究热点。氧化物掺杂YSZ涂层因其良好的热学性能,成为最有可能替代YSZ涂层在航空发动机热端部件表面获得应用的热障涂层材料。综述了氧化物掺杂YSZ热障涂层研究取得的成果和存在的问题,重点阐述了不同氧化物掺杂对YSZ涂层性能的影响机理,并简述了目前国内外对该类涂层相关制备技术的研究进展。提出未来关于热障涂层的研究,应在进一步优化设计多元氧化物掺杂改性YSZ涂层的基础上,结合计算模拟,对多元氧化物掺杂的耦合作用机制进行深入剖析,同时结合新一代高温合金的性质,发展高温合金-粘结层-陶瓷层相匹配的新型热障涂层体系,从热力学-动力学两个方面考察其使役行为和失效机制,最终促进该类涂层的实际应用。     

粘结MoS2基钼固体润滑膜的抗承载能力和耐速度性能研究

为了探讨粘结MoS2基固体润滑膜在干摩擦条件下的抗承载能力和耐速度性能,使用国产的环一块摩擦磨损试验机在干摩擦下对粘结MoS2基固体润滑膜在不同载荷和不同速度试验条件下的摩擦磨损性能进行了研究.试验结果表明:粘结MoS2基固体润滑膜的承载能力有高达2100N,在0.512～3.84m/s的滑动速度范围内具有良好的抗磨减摩性能.对转移膜的研究结果表明高载高速试验条件有利于促进对偶表面生成高质量的转移膜.粘结MoS2基固体润滑膜具有良好的抗承载能力和耐速度性能的机理应归结于在摩擦过程中对偶表面高质量转移膜的生成.     

聚苯并咪唑的化学改性及其应用

介绍了聚苯并咪唑的化学改性方法和应用进展.聚苯并咪唑的1-N原子上的H原子具有一定的活性,可以发生烷基取代、酰基化和交联等化学反应,从而实现聚苯并咪唑的功能化,也可改善聚苯并咪唑的光稳定性、热稳定性以及韧性和强度.综述了近年来聚苯并咪唑国内外的研究进展和应用,利用聚苯并咪唑的芳香性和聚苯并咪唑上孤对电子可以与金属形成配位化合物的特性实现了聚苯并咪唑在催化剂载体、甲醇直接燃料电池和金属分离等领域的应用;利用聚苯并咪唑良好的热稳定性和优异的力学性能实现其在结构材料领域的应用.初步探讨了聚苯并咪唑未来发展的重点方向.     

不同厚度8YSZ热障涂层的结构及性能表征

目的探究厚度变化对8YSZ热障涂层结构、力学性能以及抗热震性能的影响。方法通过超音速火焰喷涂技术(HVOF)和大气等离子喷涂技术(APS)分别制备了Ni CoCrAlTaY粘结层和厚度为500μm、1.0mm、1.5mm的8YSZ陶瓷涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜和X射线衍射仪(XRD)对喷涂粉末和涂层的形貌、物相进行了表征,借助显微硬度计和万能材料试验机分别考察了涂层的硬度和结合强度,最后采用水淬法对涂层的抗热震性能进行了测试。结果不同厚度的8YSZ涂层均由非平衡的四方相(t′-YSZ)组成,且断面呈现出明显的层状结构。随着厚度的增加,涂层中逐渐产生了明显的网状纵向裂纹和边缘界面裂纹。涂层的表面和截面显微硬度都不随厚度的增加而发生显著变化,并且所制备的涂层在整个截面上的显微硬度都比较均匀。涂层的结合强度随着涂层厚度的增加而显著降低。热震试验过程中,三种厚度涂层皆以界面开裂的形式失效,且厚度越大的涂层热震寿命越短。结论 8YSZ热障涂层的厚度变化对其微观形貌、结合强度以及抗热震性能皆有显著影响,而对涂层的物相组成以及显微硬度无明显影响。     

Ti-6Al-4V激光重熔结构及摩擦学性能

利用激光重熔技术对Ti-6Al-4V(TC4)表面进行了处理。用XRD、SEM和TEM分析了合金化层的组成和组织结构。在SRV-IV微动摩擦磨损试验机上对TC4基材和激光重熔后TC4的摩擦磨损性能进行对比测试。结果表明:激光重熔可以细化TC4的晶粒,显著提高TC4的表面硬度和耐磨性能。     

氮气流量对中频非平衡反应磁控溅射制备CrAlN薄膜性能的影响

采用中频非平衡反应磁控溅射技术制备CrAlN薄膜,研究了氮气分压对CrAlN薄膜的沉积速率、薄膜成分、微观结构、机械性能和耐腐蚀性能的影响,并与CrN薄膜的性能进行了比较。研究表明,相比较CrN薄膜而言,CrAlN薄膜的硬度高,结构致密,耐腐蚀性好。随着氮气流量的升高,CrAlN薄膜沉积速率降低,Cr/Al比率升高;薄膜中CrN(200)衍射峰强度逐渐增强,六方结构的AlN相逐渐消失;薄膜的粗糙度由39 nm降低至10 nm,并且腐蚀电位升高,耐腐性增强。当氮气流量为53 mL/min时,CrAlN薄膜具有最佳的硬度和优良的耐腐蚀性能。     

颜 / 填料分散工艺对环氧防热涂层性能的影响

目的研究涂料颜/填料的分散工艺与涂料的成膜过程以及涂层防热性能、环境适应性的关联。方法采用不同方法对涂料进行分散,并喷涂于钢基、钛合金基体及铝合金基体表面,对比分析涂层的物理性能、防热性能及环境适应性。结果分散良好的涂料细度约为60~70μm。实验室烧蚀试验和空中搭载试验结果验证了良好分散有助于降低内应力,增强涂层的环境适应性,延长涂层的服役寿命,提高涂层的热防护性能。结论经过充分分散得到的涂层,其外观、防热性能及寿命均达到最优。     

真空中不同转速和对偶对a-C∶H膜摩擦学性能的影响

非晶碳氢(a-C∶H)薄膜作为空间润滑材料有很大的应用前景,它在真空中的摩擦磨损行为与掺杂元素、摩擦对偶、滑动速度等因素有关.采用中频非平衡磁控溅射法在AISI202不锈钢和p(111)单晶硅基体上沉积了厚度为1.3～1.6 μm的a-C∶H膜以及Cr、MoS2掺杂的a-C∶H复合膜.采用球盘摩擦试验机对3种膜的真空摩擦学行为进行了研究,摩擦性能较好的薄膜在真空中进行了GCr15、Si3N4和C不同对偶以及100、500、1000 r/min的不同转速摩擦实验.结果表明:在沉积气压为5.3×10-1 Pa,Ar和CH4的气体流量比为1∶1,单纯溅射石墨靶(溅射电流12 A)的条件下,制备的a-C∶H薄膜在真空中的摩擦因数最低(0.005),寿命相对最长;对偶对a-C∶H膜的摩擦因数影响不大,但薄膜的耐磨寿命随着对偶硬度的增加而降低;随着转速的增加,a-C∶H膜的摩擦因数和耐磨寿命均降低.     

NiCrWMoCuCBFe涂层的制备及其力学性能研究

目的 探究NiCrWMoCuCBFe涂层的微观组织结构、物相组成及其力学性能。方法 通过霍尔流速计表征了喷涂粉末的流动性和松装密度,采用超音速火焰喷涂在316L不锈钢表面制备了NiCrWMoCuCBFe涂层,利用SEM、EDS分别对喷涂粉末的形貌、涂层的组织结构以及粉末和涂层中的元素组成进行了表征,采用XRD、Raman分析了涂层中的物相,使用显微硬度计及万能材料试验机考察涂层的硬度、结合强度和抗弯强度,并分析了涂层的断裂失效机理。结果 NiCrWMoCuCBFe喷涂粉末具有良好的流动性,在喷涂过程中没有发生严重的氧化现象。通过超音速火焰喷涂制备的NiCrWMoCuCBFe涂层具有致密的层状组织结构,其物相主要是Ni基固溶体,但是也出现了少量的NiO和Cr2O3。此外,涂层的截面硬度与表面硬度相当,约为600HV300 g,且涂层与316L不锈钢的结合强度较高,大于70 MPa。三点弯曲试验中,持续加载至载荷为1800 N,应变为(4.81±0.3)%时,涂层达到强度极限,产生明显的塑性变形;而当载荷仍然保持1800 N,应变继续增加达到(11.43±0.03)％时,涂层与316L不锈钢基材的结合界面彻底开裂失效,此时涂层内部同时具有横向裂纹和纵向裂纹,样品的抗弯强度约为(1.87±0.02) GPa。结论 超音速火焰技术制备出的NiCrWMoCuCBFe涂层具有良好的致密性及优异的力学性能。