微米和纳米SiO2改性聚四氟乙烯的摩擦磨损性能

使用超细及纳米SiO₂颗粒填充改性聚四氟乙烯塑料。测量其摩擦系数、磨损系数、结晶度,得到了填加量与复合材料摩擦系数、磨损系数和结晶度的关系曲线,并使用扫描电镜(SEM)对其表面形貌进行了分析。结果表明,无论微米或纳米SiO₂、表面处理后的纳米SiO₂,均使PTFE的摩擦系数有所提高,而耐磨损性能也有大幅度的提高。填充量小于6%时,填加未经偶联剂处理的纳米SiO₂的SiO₂/PTFE复合材料的磨损率降低98.5%;填充量大于6%以后,磨损率趋于稳定;填充量为6%时,摩擦系数仅从未加填料时的0.1提高为0.12。而偶联剂表面处理的纳米SiO₂复合材料的摩擦系数提高幅度最小。      

铜-石墨烧结材料中第三体对摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金技术制备了铜和铜-石墨粉末冶金材料.通过定速摩擦试验机测试了材料的摩擦磨损性能,观察比较了两种材料摩擦学特征和表面摩擦第三体的变化过程.结果表明:摩擦表面第三体状态与材料成分密切相关,并影响材料的摩擦系数和磨损量.纯铜摩擦时,形成的第三体颗粒尺寸大、粘着性强.金属间的粘着撕裂造成摩擦系数剧烈波动和磨损量加大;添加石墨,细化了第三体颗粒尺寸,流动性好的第三体容易覆盖表面的损伤区.这有利于增加真实接触面积,减少应力集中,起到稳定摩擦系数、降低磨损量的作用.     

Al_2O_3颗粒镀铜对铜基粉末冶金摩擦材料Al_2O_3-Fe-Sn-C/Cu摩擦磨损性能的影响

通过对陶瓷摩擦组元的表面进行化学镀铜来改善铜基粉末冶金摩擦材料中陶瓷相与基体间的结合效果,从而提高材料摩擦磨损性能。分别采用镀铜Al2O3颗粒和未镀铜Al2O3颗粒与铜粉和铁粉等经混合、压制、加压烧结制备Al2O3-Fe-Sn-C/Cu摩擦磨损试样。测试并分析了摩擦材料的微观结构、力学性能及摩擦磨损性能。结果表明:摩擦组元镀铜可使硬质颗粒与铜基体结合紧密;摩擦材料的布氏硬度增加了12%,弹性模量提高了约7%,摩擦系数提高了5%~10%,线磨损量降低了20%~50%;表面镀铜后的Al2O3颗粒不易脱落,摩擦系数稳定性提高了13%~23%。研究结果表明,摩擦组元表面镀铜可提高材料的综合性能。     

钨对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响

为了研究钨对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,制备了钨含量分别为0%、3%、6%、9%的铜基摩擦材料,并在环-块摩擦试验机上进行了摩擦磨损性能的实验。结果表明,在钨含量小于3%以下的范围内,钨可以使铜基摩擦材料的硬度小幅提高,含量超过3%后反而使硬度有所降低。随着钨含量的增加,铜基摩擦材料的摩擦磨损性能得到了显著改善。     

SiO2对摩擦第三体形成的作用

采用粉末冶金技术制备Cu-SiO2烧结材料,研究了Cu—SiO2摩擦表面上的SiO2颗粒与摩擦第三体的关系．结果表明,在摩擦中CU～SiO2中的SiO2颗粒起钉扎点的作用,阻止第三体颗粒的运动,形成第三体塞积区,第三体的塞积面积和存在周期取决于SiO2颗粒的承载能力,SiO2颗粒的破损使第三体塞积区分解．第三体塞积区经历一个塞积-覆盖-分解-再塞积-再覆盖的过程;粘着性好的第三体充填到碎裂的SiO2裂纹中,对SiO2有夹持和覆盖的作用,有利于阻止碎裂的SiO2进一步剥落．随着SiO2含量的增加,起犁削作用的硬质点数增加,使摩擦系数提高;摩擦速度的提高伴随着温度的升高,容易形成连续而致密的第三体,有利于稳定摩擦系数;随着摩擦速度的降低,第三体疏松而不连续,容易脱离摩擦面而增大磨损量．     

C/SiC摩擦材料的制备及摩擦磨损性能

通过化学气相渗透法(CVI)结合反应熔体浸渗法(RMI)制备了低成本、高性能的C/SiC飞机摩擦材料, 并模拟飞机正常着陆条件进行了摩擦磨损实验. 实验结果表明: C/SiC是比C/C更优的飞机摩擦材料, 具有动、静摩擦系数高(分别为0.34、0.41), 湿态几乎无衰减(约2.9%), 磨损小(约1.9μm/次), 摩擦性能稳定等特点. 并采用金相显微镜、扫描电镜等对C/SiC摩擦材料的摩擦面以及磨屑形貌进行了观察, 并对其磨损机理进行了探索. 结果表明, 磨损机理以磨粒磨损为主, 同时由于垂直于摩擦面的纤维束增强了其层间抗剪切能力, 从而提高了其抗磨损性能.     

莫来石纤维含量对陶瓷基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

利用氮气保护热压烧结法制备含0%～24%(质量分数)莫来石纤维增强陶瓷基摩擦材料,采用XD-MSM型定速摩擦试验机研究莫来石纤维含量对摩擦材料摩擦磨损性能的影响,借助于扫描电子显微镜观察实验后试样的磨损表面形貌,并探讨其磨损机理。结果表明:莫来石纤维的加入能够显著提高陶瓷基摩擦材料的摩擦因数,且随莫来石纤维含量增加而增大。在高温下,陶瓷基摩擦材料的磨损率随莫来石纤维含量增加而增大。未添加莫来石纤维的陶瓷基摩擦材料磨损形式主要是脆性脱落和疲劳磨损,伴有磨粒磨损;而添加莫来石纤维的陶瓷基摩擦材料磨损形式转化为黏着磨损和磨粒磨损。     

石墨粒度对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用湿法工艺制备了4种不同石墨粒度的纸基摩擦材料, 利用惯量摩擦试验机研究了石墨粒度对摩擦力矩曲线和动、静摩擦系数及磨损率的影响; 并对不同压力和转速条件下动摩擦系数的变化趋势进行了研究. 利用扫描电子显微镜观察了磨损后纸基摩擦材料的表面形貌. 研究结果表明: 随着石墨粒度的减小, 制动时间增加, 摩擦力矩曲线中间部分趋于平直; 动、静摩擦系数减小, 磨损率降低. 同时, 动摩擦系数随着制动压力和转速的增加而减小. 循环制动过程中, 石墨粒度较小的试样制动稳定性较好. 随着石墨粒度的减小, 摩擦表面形成了润滑性能良好的固体润滑膜, 有利于提高材料的耐磨性能.     

掺碳TiB2薄膜/钢摩擦副的干摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术成功地在钢(Cr12MoV)基材表面制备出TiB2/SiC双层薄膜及掺碳TiB2(TiB2-C)/SiC双层薄膜,SiC薄膜为中间层。研究了掺碳对TiB2薄膜组织结构和摩擦磨损性能的影响。结果表明:SiC薄膜与基材和TiB2,TiB2-C薄膜间都具有明显且呈梯度的元素扩散;掺入的C以sp3C-C和sp2C-C形式存在,即以类金刚石形式存在;与钢球(直径为4 mm)对摩、干摩擦条件下,TiB2薄膜和TiB2-C薄膜的磨损速率在105mm3/(m.N)级,掺C明显降低了薄膜的摩擦系数(从0.82降低到0.45,5 min)和对对摩件(钢)的元素转移。分析表明,摩擦磨损性能的提高主要是TiB2-C薄膜中的C起到了固体润滑作用所致。     

改性酚醛树脂陶瓷摩擦材料的摩擦磨损性能

以普通酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂为黏结剂,以陶瓷纤维为增强纤维,制备了3种酚醛树脂陶瓷摩擦材料。对其冲击韧性和硬度进行实验测试,采用摩擦磨损试验机考察其摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪分析其磨损表面形貌及其成分,并探讨其磨损机制。结果表明:硼改性酚醛树脂黏结剂能够提高摩擦材料的硬度,三聚氰胺改性酚醛树脂黏结剂能够提高摩擦材料的冲击韧性,降低摩擦材料硬度;在摩擦过程中三聚氰胺改性酚醛树脂在高温下炭化,在摩擦材料表面形成一层致密的摩擦层,摩擦层的存在使摩擦材料的摩擦因数相对比较稳定,降低了摩擦材料的磨损率。     

氨基功能化大尺寸SiO2大孔材料的制备及其吸附性能

以具有三维骨架结构的环氧树脂大孔聚合物为整体型模板,利用硅酸酯原位水解和高温烧结制备出大尺寸SiO2大孔材料。在溶剂热条件下,用3-氨丙基三乙氧基硅烷对SiO2大孔材料进行表面修饰,得到氨基功能化SiO2大孔材料(H2N-SiO2)。用SEM和FT-IR对制备的大孔材料进行了表征。以Cu2+和Pb2+为模拟污染物,研究了H2N-SiO2的吸附性能。结果表明,室温下,在pH值为6.5时能有效吸附Cu2+和Pb2+;吸附为放热自发过程;吸附过程符合准二级动力学方程;吸附等温线用Freundlich方程拟合的结果优于Langmuir方程,H2N-SiO2对Cu2+和Pb2+的理论最大吸附量分别为76.0和143mg/g;H2N-SiO2对50mg/L水溶液中Pb2+的去除率可达99.4%,重复使用3次后对Pb2+的去除率保持在87.8%。     

自组装法制备SiO_2-PMBAAm-PAM复合微球及其水化膨胀性能研究

首先在stber方法的基础上制备出了尺寸均一的单分散的SiO2微球。在乙腈溶剂中,采用NN’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAAm)和丙烯酰胺(AM)作为聚合物单体,通过自组装技术成功制备出了较规则球形且粒径分布集中的SiO2-PMBAAm-PAM核壳结构聚合物复合微球,并对其制备条件进行了系统优化。将优化制备出的复合微球进行了水化膨胀性能测试。测试结果表明,随着矿化度增大,复合微球的膨胀倍率减小;随着pH值增大,复合微球的膨胀倍率呈现先增大后减小的趋势,且在中性环境中膨胀性能最好。     

环氧基功能化块体SiO_2大孔材料对漆酶的固定化

采用后嫁接法在溶剂热条件下对新型块体SiO2大孔材料进行环氧基化改性,以环氧基功能化SiO2大孔材料作为载体,通过共价结合法固定化诺维信(Novozymes)工业级漆酶,对固定化条件进行了优化,研究了固定化酶与游离酶的酶学性质。结果表明,在固定化时间为4 h、pH值为4.5、初始酶液浓度为25 mg/mL时,固定化效果最好,固定化漆酶活力达到101.7 U/g;固定化漆酶的最适pH值为4.0,最适温度为50℃,其pH值稳定性和热稳定性都显著优于游离漆酶。固定化漆酶具有可重复操作的性质,与底物反应反复操作10批次后剩余活性为43.4%。     

SiO2包覆对片状金属磁粉微波介电常数的影响

对片状金属磁性微粉进行表面改性,获得金属磁粉/SiO2核-壳结构复合粒子.用SEM对磁粉表面SiO2纳米粒子膜的形貌进行表征,并研究了共溶剂类型、加料工艺等因数对二氧化硅包覆膜的影响以及正硅酸乙酯(TEOS)用量对金属磁粉/SiO2复合粒子电磁参数的影响.结果表明以异丙醇为共溶剂,采用逐滴滴加TEOS的方式获得的SiO2包覆膜比较致密均匀;SiO2纳米粒子吸附在磁粉表面,形成高电阻率的包覆膜,导致其介电常数下降.     

颜料铝粉包覆SiO2的研究

以硅酸钠(Na2SiO3)为原料在颜料铝粉表面包覆SiO2,研究了SiO2/Al质量比(m(SiO2)/m(Al))、温度和pH值对铝粉析氢的影响,研究表明,最佳包覆条件为:m(SiO2)/m(Al)=7.5%,T=75℃,pH=9.5.并运用光学显微镜、SEM、IR和XRD对包覆样品进行了分析与表征.     

Ge/SiO2和Ge/ZnO/SiO2薄膜的磁控溅射制备及电学性能

采用射频磁控溅射方法以石英玻璃为衬底分别沉积制备出了Ge/SiO2和Ge/ZnO/SiO2薄膜。X射线衍射表明薄膜展示了明显的ZnO衍射峰和较弱的Ge衍射峰;傅里叶变换红外光谱曲线证明薄膜均具有各自的特征吸收峰;扫描电镜结果显示薄膜为颗粒状团簇结构,并且加入ZnO中间层可以有效的改善Ge层的质量。同时,对所得薄膜材料的电流-电压性能进行了研究,结果发现,Ge/SiO2薄膜的I-V曲线拟合后为斜线,相当于电阻;ZnO/SiO2薄膜为直线,可以认为是绝缘体;Ge/ZnO/SiO2薄膜在-10～10V之间电流电压呈线性关系,其电阻比Ge/SiO2薄膜小,当电压值超过15V之后,电流急剧增加而迅速使薄膜击穿,薄膜导通。     

微孔SiO2膜的气体渗透性能

研究了微孔ＳｉＯ２膜的气体渗透性能。气体渗透数据表明，由于微孔ＳｉＯ２膜存在着一定的孔径分布，其渗透机理比较复杂，当膜的孔径大于并接近分子的动力学直径时，其渗透由择形扩散控制；而当膜的孔径大于不接近分子的动力学直径时，对于非凝聚的小分子气体其渗透受努森扩散控制；对于可凝性气体其渗透将受多层扩散和毛细管凝聚的控制，单组份正／异丁烷气体在２５℃、压差为０．０６ＭＰａ时的理想分离系数为１．８；１：１的正     

溶胶-凝胶法制备透明超疏水性SiO2涂层

用溶胶-凝胶法制备出粒径分别为50nm、180nm的SiO2胶粒,用硅烷偶联荆对这2种胶粒进行表面修饰,使胶粒表面分别带有氨基与环氧基官能团.通过控制工艺,使表面带有不同官能团的SiO2胶粒组装,获得具有两种胶粒复合结构的胶体.采用浸渍提拉法镀膜,并用氟硅烷对涂层进行表面修饰,制备出透明超疏水性涂层.采用扫描电镜、透射电镜、紫外可见分光光度计和接触角测量仪等对涂层进行表征.结果表明,水滴在涂层上的平均接触角达到160°,滚动角接近0°,同时涂层的透光性超过80%.     

热处理温度对纳米CoFe2O4/SiO2复合材料结构和磁性的影响

采用溶胶2凝胶法制备了纳米 Co Fe 2O 4/ SiO 2复合材料。利用 X射线衍射(XRD) 、 透射电镜( TEM) 、 振动样品磁强计(VSM)和 Mssbauer 效应研究了纳米复合材料结构、 晶粒尺寸及磁性。结果表明 , 样品中 Co Fe 2O 4的晶粒尺寸随着热处理温度的提高而增加 , 非晶态 SiO 2的存在有效地抑制了 Co Fe 2O 4晶粒的生长。VSM结果表明 , 样品的比饱和磁化强度和矫顽力随 Co Fe 2O 4晶粒尺寸的增加而变大。Mssbauer 效应结果表明 , 随着热处理温度的提高 , 样品从超顺磁和磁有序的混合状态转变为完全的磁有序状态。