纳米Si3N4颗粒填充铸型尼龙的摩擦学性能研究

为了研究纳米Si3N4颗粒作为填料对铸型尼龙（MC尼龙）的摩擦磨损性能的影响，选用两种复合材料在MM－200摩擦磨损试验机上进行了试验研究，并借助于扫描电镜观察了磨损形貌，探讨了磨损机理，研究结果表明，在干摩擦条件下，Si3N4颗粒填MC尼龙与钢环对摩的摩擦数随载荷的升高而降低，在相同载荷时均高于纯尼龙，在一定的滑动速度下，Si3N4颗粒填充MC尼龙的耐磨性能与载荷大小有关，当载荷较低时，复合材料的耐磨性能比纯尼龙好，其磨损机理主要是磨粒磨损和粘着磨损，当载荷较高时，复合材料的耐磨性能不如纯尼龙，其磨损机理主要是疲劳剥落，并有磨粒磨损和粘着磨损。     

纳米TiO2添加剂的摩擦学性能研究

采用油酸对纳米TiO2粒子进行了表面修饰，利用HQ-1摩擦磨损试验机和四球试验机考察了纳米TiO2的摩擦学性能，并探讨了其减摩抗磨机理。试验结果表明：适当添加修饰后的纳米TiO2，能有效提高400SN基础油的减摩抗磨性能和承载能力。     

纳米TiO2添加剂的摩擦学性能研究

采用油酸对纳米TiO2粒子进行了表面修饰,利用HQ-l摩擦磨损试验机和四球试验机考察了纳米TiO2的摩擦学性能,并探讨了其减摩抗磨机理.试验结果表明:适当添加修饰后的纳米TiO2,能有效提高400SN基础油的减摩抗磨性能和承载能力.     

纳米级镍粉改善润滑油摩擦磨损性能的研究

在MHK－500型环块摩擦磨损试验机上,研究了纳米级金属镍粉（直径在10～50nm）加入到矿物油中的润滑性能,结果表明：在低中滑动速度下（滑动速度分别为1．285m／s和2．57m／s）,加有纳米级镍粉的润滑油表现出优良的抗磨性能．     

风机叶片用玄武岩纤维增强复合材料的摩擦磨损性能

采用环-块式摩擦磨损试验机研究了玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料在不同载荷和速度下的磨损行为与机制．结果表明：在相同载荷200N时,速度对摩擦系数的影响不大,而磨损率随着速度的增加而增大;在相同速度0．84m／s条件下,摩擦系数和磨损率都随载荷的增加而增大．低速低载时磨损主要表现为粘着磨损;高速低载时有玄武岩纤维从基体中脱落,表现为磨粒磨损特征;高速高载时磨损机理为基体疲劳剥落和磨粒磨损．     

Ag@SiO_2-SiC复合纳米颗粒制备及其荧光增强现象研究

利用银纳米颗粒的表面等离子体共振来增强SiC的发光,成功制备了Ag@SiO2-SiC复合纳米结构并进行了表征,通过控制二氧化硅层厚度和SiC连接方式研究了银纳米颗粒表面等离子体共振对荧光增强效果的影响。结果表明:采用氨基修饰后Ag@SiO2与SiC结合比未修饰氨基得到更强的荧光增强效果。当银纳米颗粒与SiC之间没有间隔时,产生荧光猝灭;当二氧化硅层厚度为10nm时,荧光增强1.51倍;厚度为20nm时荧光增强1.15倍。     

纳米SiO2填充尼龙PA10101的摩擦磨损性能实验研究

用纳米SiO2填充PAl010制备了尼龙复合材料，并用MM—200磨损试验机对尼龙复合材料与45钢在干摩擦条件下的摩擦磨损实验进行了实验．研究表明，纳米SiO2填充PAl010大幅度提高了尼龙复合材料的耐磨性，降低了摩擦系数。纳米SiO2填充量在10％左右时，尼龙复合材料达到最低摩擦系数O.32和最低磨损量O．2mg，磨损量比纯PAl010降低了60多倍，摩擦系数降低了1倍．对纳米Si02填充尼龙的磨损机理研究发现，纳米Si02填充尼龙复合材料的磨损机理受滑动速度和接触载荷影响比较大。当摩擦副PV值小于60Nm／s时，尼龙复合材料的磨损机理主要是切削和粘着磨损。当摩擦副PV值大于60Nm／s时，磨损机理转变为疲劳剥层或熔融流变，导致磨损量急剧增长。     

注入能量对硅片的表面性能影响的研究

以单晶硅(111)作为研究对象,选用注入剂量为8×1015ions／cm2,注入能量分别为50,80和120 keV的C+注入方法对单晶硅片进行离子注入．利用原位纳米力学测试系统对C+注入前后硅片的纳米硬度和弹性模量进行测定,在UMT-2型微摩擦试验机上对C+注入前后硅片开展往复滑动微摩擦实验,研究其摩擦系数和声发射信号的变化,采用T-1000型表面轮廓仪测量C+注入前后硅片的磨损量,利用S-3000N型扫描电子显微镜表征C+注入前后硅片的磨损机理．结果表明,C+注入能量为50 keV硅片的纳米硬度和弹性模量大幅减小,而其他2种注入能量的纳米硬度和弹性模量与单晶硅相差较小;C+注入后硅片的减摩效果得到了提高,在小载荷下其摩擦系数大幅度降低,但在载荷达到一定值后,摩擦系数和声发射信号会迅速增加并且产生磨痕;注入能量为120 keV的硅片的减摩效果最佳,注入能量为80 keV和120 keV的硅片的抗磨性能较好;C+注入前后单晶硅片的磨损形貌在小载荷下以黏着磨损为主．     

高温下氮化硅的摩擦学性能研究

利用球—盘摩擦副滑动磨损试验机，从常温到1000℃之间的5个阶段温度范围内考察了氮化硅的摩擦磨损特性以及磨损机理，并利用扫描电子显微镜观察和分析了氮化硅表面所形成的氧化层对摩擦和磨损特性的影响。结果表明：摩擦系数随载荷增加而减少，但主要受温度的影响；在常温下，磨损率随滑动距离的增加而下降，在载荷为29．4N下，温度从常温增加到1000℃时磨损率增加了292倍；常温～750℃之间磨损机理主要表现为脆性破坏，750～1000℃之间随温度的上升磨损主要受表面氧化的影响。     

纳米填料增强UHMWPE–橡胶水润滑摩擦学性能

为了研究水润滑条件下试验载荷和速度对纳米碳化硅填料（Nano–SiC）改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）–橡胶复合材料摩擦学性能的影响,通过高温混炼、热压成型制备Nano–SiC辅以聚四氟乙烯（PTFE）填充改性UHMWPE–橡胶复合材料;采用MRH–3型环–块摩擦试验机探究4种不同载荷条件下复合材料的摩擦磨损性能,采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和非接触光学3维轮廓仪对试样微观磨损表面形貌分析,从微观层面探究改性复合材料的摩擦机理。试验结果表明：在定载变速条件下,速度由0.005 m/s升到0.541 m/s时,改性复合材料的动、静摩擦系数均呈现大幅下降趋势,摩擦系数波动归于平稳,黏–滑现象逐渐减弱直至消失。试验载荷和纳米粒子含量的变化与试样摩擦磨损程度呈负相关：在水润滑条件下,随着纳米粒子含量增加,摩擦系数与磨损率均出现明显降低,填充比例5%的复合材料摩擦学性能最佳,摩擦系数整体较UHMWPE–橡胶材料降低35%,磨损率降低46.6%,磨损表面形貌也随之发生改变;随着载荷的增加,复合材料的磨损率从1.25×10~(–6) mm~3/(N·m)降至0.40×10~(–6) mm~3/(N·m)。Nano–SiC的含量与工况载荷压力对摩擦磨损均存在一定影响,即填充适量Nano–SiC的UHMWPE–橡胶复合材料能减轻黏–滑现象,与一定工况压力下的对偶钢环组成的摩擦配副能有效改善摩擦性能,有利于减小水润滑轴承的磨损,增强传动系统服役寿命。     

大型低速重载径向动压轴承研究

为了开发大型贯流式水轮发电机组径向轴承，在试验台上采用了φ360的模型轴承对φ1740可倾6瓦块原型轴承进行模拟试验研究，最高试验比压3．37MPa、最低线速度3．77m／s、最高线速度22．62m／s。试验表明：载荷、进油压力、转速、进油温度和安装间隙比等，对轴承油温升、油流量、功耗、瓦温及油膜厚度等都存在不同程度的影响，其中载荷和转速的影响比较显。按照模型轴承指导设计的红岩子机组书φ1740轴承已在电站可靠运行，同时开发了径向轴承热弹流计算程序，可以预测径向轴承的油膜压力、油膜温度、油膜厚度、损耗、流量等参数。     

Excellent tribological behavior of hexadecylphosphonic acid films formed on titanium alloy

Titanium alloy(Ti6Al4V)surfaces are generally modified to achieve some specific surface properties to satisfy requirements of clinical medicine.In our work,hexadecylphosphonic acid(HDPA)films were successfully formed on Ti6Al4V and subsequently confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)and atomic force microscopy(AFM)measurements.The tribological properties of the HDPA-modified Ti6Al4V were investigated using a ball-on-disk tribometer with a linear reciprocating movement.Experimental results indicate that the HDPA-modified Ti6Al4V can maintain a low friction coefficient(approximately 0.06)for 4 h when sliding against polytetrafluoroethylene(PTFE)balls under a load of 0.8 N in comparison to bare Ti6Al4V(approximately 0.2);the friction coefficient of the HDPA-modified Ti6Al4V shows a 70%decline.In addition,the wear rate of PTFE balls sliding against bare Ti6Al4V was almost twenty times that of PTFE balls sliding against the HDPA-modified Ti6Al4V.Moreover,results of tribological experiments for different speeds(from 3 to 24 mm/s)and loads(from 0.8 to 3.2 N)proved that the HDPA-modified Ti6Al4V was not sensitive to both velocity and load.The friction coefficients were still low and stable even under a high load of 3.2 N or at a high speed of 24 mm/s.This indicates that this soft modification is an optional method of improving tribological properties of Ti6Al4V.     

加氢裂化尾油非临氢降凝催化工艺

以辽化加氢裂化尾油为原料评价自制的非临氢降凝催化剂FC-DB的使用性能,考察反应温度与空速对基础油收率及凝点的影响,采用多元二次回归方程式回归出基础油收率及凝点与操作条件的关系,用非线性规[CM(49*3]划的方法确定出实验范围内适宜的操作条件,即反应温度为400[KG*3]℃,空速为1.2[KG*3]h-1,在该条件下,基础油收率为[CM)]92.53%,凝点为-20 ℃,下降幅度近53 ℃。并对该操作条件下得到的基础油进行全质分析,结果表明,加氢裂化尾油经非临氢降凝得到的基础油,粘度指数高,酸值、残炭低,是优质的润滑油基础油。     

低渗透油藏驱油用耐温抗盐型表面活性剂研究

针对大庆油田M区块储层低孔、低渗、高温以及高矿化度的特点,采用常规表面活性剂往往不能取得较好的驱油效果。因此,以顺丁烯二酸酐、乙二胺和长链溴代烷为单体合成了一种新型双子表面活性剂SZ?11,并复配非离子型表面活性剂AEO?3,形成了一种适合低渗透油藏驱油用的耐温抗盐型表面活性剂驱油体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明,该驱油体系具有良好的耐温性能和抗盐性能,在140 ℃下老化后,界面张力仍能达到0.008^{mN/m,体系在较高质量浓度的NaCl（150 000 mg/L）、CaCl₂（9 000 mg/L）和MgCl₂（2 500 mg/L）盐水中仍具有较低的界面张力;该驱油体系具有良好的乳化性能和润湿性能,可以通过乳化原油和改变岩石表面润湿性来提高驱油效率;储层天然岩心在水驱后注入0.4 PV表面活性剂驱油体系,能使岩心的采收率提高19.5%,具有良好的驱油效果。现场应用结果表明,实施表面活性剂驱油措施后,M区块内5口生产井日产油量明显提高,含水率下降,取得了良好的增油效果。}     

High temperature tribological behaviors of nano-diamond as oil additive

The tribological behaviors of the nano-diamond particles including the nano-diamond and the nano-diamond modified were studied at high temperature using SRV multifunctional test system. The worn steel surfaces were analyzed by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results show that nano-diamond particles can obviously improve the antiwear and friction reducing properties of the base oil at high temperature and the high load. The friction coefficient of the nano-diamond is very low at 200 °C when the test load is not more than 20 N. This tribological behaviors should attributed to the similarly to “ball bearing” lubrication action of the nano-diamond particles, so the movement between tribological pairs become sliding/rolling. The nano-diamond modified by dimer ester possesses excellent antiwear and friction reducing performance at 500 °C and load 500 N. The tribochemical reaction film between the nano-diamond particles and the renascent wear surface plays dominating lubrication role and the presence of the dimer ester on the rubbing surface can be propitious to form lubrication film containing nano-diamond on the worn surface at high temperature and high load. Foundation item: Project (51489020605JS9105) supported by National Key Laboratory for Remanufacturing     

SiC(N)纳米粉体的吸波性能研究

采用CVD法合成了SiC(N)纳米粉体。在NH3流量为0－480ml/min范围内，合成了氮原子百分含量随NH3流量逐渐增大的一系列SiC(N)纳米粉体。研究了SiC(N)纳米粉体的介电常数和介电损耗角正切与粉体组成的关系，发现介电常数的实部、瞄部和介电损耗角正切均随粉体中氮原子摩尔分数的升高而降低，依据粉体的介电常数设计了双层吸波涂层，涂层的吸波效果随粉体氮含量的升高而降低。N原子取代SiC晶格中C产生的带电缺陷在电磁场作用下的极化驰豫是SiC(N）纳米粉体吸波的主要机理。     

纳米TiO2作为油品添加剂的应用研究

采用微乳液TiCl4水解法制备均匀分散于45号变压器油中的TiO2粒子,并分别利用潮湿箱和四球摩擦试验机考察其对基础油防护性能的影响和作为油品添加剂的摩擦学行为.结果表明:所得纳米TiO2粒径分布均匀,为80~150nm;由于TiO2的存在使得基础油防护性能提高100倍以上;当载荷达到700N时,磨斑面积减少了40%.     

聚合α-烯烃制备润滑油基础油的新型催化剂研究

对α -烯烃聚合制备润滑油基础油的新型催化剂进行了研究。考察了NiSO4 /γ -Al2 O3、NiSO4 /β -沸石、NiSO4 /SiO2 对α -烯烃催化作用及表现出的性能。并根据新型聚合催化剂的研究和XRD、溴价分析 ,对聚合反应的工艺条件进行了考察。反应结果表明 ,NiSO4 /β -沸石催化剂具有反应活性高 ,选择性、稳定性、再生性好及反应温度、反应压力低等优点 ,是较好的新一代α -烯烃聚合催化剂。同时载体经水蒸气预处理 ,酸性有所变化 ,催化剂的各项性能均有显著的提高 ,产品具有较好的粘度和较低的溴价。最佳反应条件 :反应温度 1 70℃ ,反应压力 4 .0～ 5.0MPa ,体积空速 0 .5h     

基于SPH方法对多晶硅裂纹扩展的数值模拟

应用非动力学软件Autodyn-2D对多晶硅受冲击载荷作用而损伤开裂的连续介质离散化过程进行了研究。采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法,分别模拟了不同宽度的钨合金锤在不同的位置以不同的冲击速度对多晶硅靶板的冲击过程,分析了不同冲击载荷下的裂纹产生与扩展方式,得出了锤头冲击速度、冲击面宽度、冲击位置对多晶硅裂纹与碎片粒度的影响结果。综合仿真结果表明,当锤头冲击速度小于25 m/s时,多晶硅的起裂点随着冲击速度的增大向中轴线靠近;当冲击速度大于25 m/s时,主裂纹扩展长度不再增加,但分叉裂纹密度增大;当冲击速度大于40 m/s时,裂纹扩展基本不变;当锤头宽度为20 mm,冲击速度为40 m/s,采用击打多晶硅中心位置的打击方式,能有效将多晶硅的破碎尺寸控制在5～90 mm之间,大大减少了多晶硅浪费。     

致密油藏低伤害醇基压裂液体系的研究与应用

致密砂岩油藏具有渗透率低、吼道细小、填隙物含量高等特点,因此要求压裂液必须具有低伤害,较高的返排能力和防膨能力的特点.为此,制备得到了低分子量,低粘(基液粘度小于10mPa·s),压后能够有效破胶、易返排的多羟基醇压裂液体系.通过对该体系的流变性能、残渣含量、静态滤失特性、表面张力、破胶液防膨性能及对岩心伤害等进行室内实验评价,证明该压裂液抗剪切能力较强、破胶水化彻底、无残渣、滤失低、表界面张力低、能防止黏土膨胀、对地层损害小.现场10口井的现场试验表明,应用多羟基醇压裂液,平均返排率80%,平均单井试排产量增加6m3/d,实施效果显著.