镀钨碳纳米管增强镁基复合材料的摩擦磨损性能研究

以羰基钨为前驱体, 采用金属有机化学气相沉积在碳纳米管表面镀覆了金属钨, 利用磁力搅拌混粉和放电等离子体烧结制备了镀钨碳纳米管增强镁基复合材料((W-CNTs) /Mg), 研究了W-CNTs质量分数对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明: W-CNTs的加入可对镁基体起到降低摩擦系数、减少磨损量的作用; 当W-CNTs质量分数为0.75%时, 复合材料的摩擦系数和磨损量均最小, 分别较纯镁降低了43.7%和71.4%;增加或降低复合材料中的W-CNTs质量分数, 材料的摩擦系数、磨损量均将增大。(W-CNTs) /Mg复合材料的摩擦磨损性能高于CNTs/Mg复合材料。     

热管理领域用碳纳米管/铝复合材料的组织与热学性能研究

采用金属有机化学气相沉积工艺在碳纳米管(CNTs)表面包覆了W金属层。采用磁力搅拌和放电等离子体烧结工艺制备了镀钨碳纳米管(W-CNTs)与CNTs增强的铝基复合材料。组织观察结果表明钨金属层有效的加强了CNTs与Al基体的界面结合。随着W-CNTs含量增加,W-CNTs/Al复合材料的热导率先增加后降低,且当W-CNTs含量体积分数为1.5%时,复合材料获得最大热导率;W-CNTs/Al复合材料的热导率高于CNTs/Al复合材料。热膨胀系数结果表明随CNTs含量增加,复合材料热膨胀系数降低,且W-CNTs/Al热膨胀系数低于CNTs/Al复合材料。     

镀钨碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能

采用羰基热分解法对多壁碳纳米管表面进行镀钨处理,并以镀钨碳纳米管和电解铜粉为原料,进行机械球磨混粉和放电等离子体烧结,制备了镀钨碳纳米管/铜基复合材料.采用场发射扫描电镜观察了粉体和复合材料的组织形貌,并对复合材料物相进行了X射线衍射分析.探讨了镀钨碳纳米管含量和放电等离子体烧结温度对复合材料致密度、抗拉强度、延伸率和电导率的影响.结果表明,镀钨碳纳米管质量分数为1%和烧结温度为850℃时,复合材料的致密度、抗拉强度和电导率最高.与烧结纯铜相比,复合材料的抗拉强度提高了103.6%,电导率仅降低15.9%.     

表面镀钨金刚石/铜复合材料的有限元模拟

利用有限元分析软件ANSYS,对表面镀钨金刚石/铜复合材料进行了数值模拟,研究了金刚石体积分数、金刚石粒径及镀层厚度对表面镀钨金刚石/铜复合材料导热系数和热膨胀系数的影响。结果表明:随着金刚石体积分数的增加、金刚石粒径的增大、镀层厚度的减小,复合材料的导热系数呈现出增加的趋势,与文献数据的变化趋势相符,热膨胀系数受金刚石体积分数影响最大,金刚石粒径选在150~200 μm较为合适。     

铜改性碳纳米管增强银基复合材料的力学性能和摩擦磨损性能

分别添加2%(体积分数)的多壁碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)和表面镀Cu改性后的碳纳米管(Cu@CNTs)作为增强相,采用热压法制备Ag基复合材料,研究CNTs的表面改性对银基复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,Ag-2Cu@CNTs复合材料中的CNTs团簇减少,由内到外形成Ag到Cu再到CNTs逐层包裹的结构,力学性能优异,硬度(HV)达到105.6,抗拉强度为248.5 MPa,比纯银分别提高30.05%和127.98%;与纯银相比,Ag-2Cu@CNTs材料具有优良的摩擦磨损性能,平均摩擦因数由0.86降至0.28,体积磨损率从88.54×10^?4 mm³/(N·m)降至3.96×10^?4 mm³/(N·m)。     

镀W碳纳米管增强Mg基复合材料的力学和电学性能

以羰基钨为前驱体,采用金属有机化学气相沉积在碳纳米管表面镀覆了金属W。利用磁力搅拌混粉和放电等离子体烧结制备了镀W碳纳米管(W-CNTs)/Mg复合材料,并研究了W-CNTs含量对材料力学性能和电导率的影响。结果表明:W-CNTs含量为0.75%(质量分数,下同)时,复合材料抗拉强度和维氏硬度最大,较纯Mg增加了40.1%和35.1%;基体中添加W-CNTs虽然使复合材料电导率下降,但0.75%W-CNTs/Mg复合材料电导率仍可达到纯Mg的94.8%;W-CNTs/Mg复合材料的力学性能和电导率均高于CNTs/Mg复合材料。     

钨铼合金的600℃高温摩擦磨损性能研究

以粉末冶金法制备的W5Re、W25Re合金为研究对象,通过高温摩擦磨损试验,得到材料的高温摩擦磨损性能,利用电子探针、LEICA三维光学显微镜、SEM、EDS等分析手段得到磨损面以及磨损截面的成分、粗糙度、显微组织.结果显示W25Re合金具有优异的耐高温摩擦磨损性能.     

涂覆颗粒增强耐热铝基复合材料的力学及摩擦磨损性能

研究了经真空热压、热挤压工艺制备的涂覆颗粒(化学涂层工艺)增强Al-Fe-V-Si耐热铝合金基复合材料在不同温度下的力学性能与摩擦磨损性能.实验结果表明:涤覆后的SiC_p与基体结合更加牢固,涂覆层(Ni)的加入降低了材料内部颗粒(SiC_p)与基体(Al-Fe-V-Si)之间的孔隙,10％SiC(Ni)/Al-Fe-V-Si(0812)复合材料在室温的断裂强度分别比基体和10％SiC_p/Al-Fe-V-Si(0812)复合材料增加了62.15％和2.82％,在400℃时分别增加了55.3％和28.6％.复合材料耐磨性能比增强体未涂覆复合材料大大提高,在载荷50N,转速0.63 m/s的工况下,经增强体涂覆的铝基复合材料在300℃时为以磨粒磨损为主的磨损机制;高于350℃时,为以粘着磨损为主的磨损机制.     

Cr2AlC含量对铜基复合材料摩擦磨损性能的影响

采用冷压-烧结方法制备了含质量分数0%、5%、10%、15%Cr₂AlC的铜基复合材料, 利用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪观察并分析复合材料微观组织和微区成分, 使用HVS-1000型显微硬度计和M-2000型摩擦磨损试验机测试复合材料的硬度和摩擦磨损性能, 分析Cr₂AlC质量分数对复合材料硬度、摩擦性能和磨损机理的影响。结果表明:含Cr₂AlC铜基复合材料的相对密度为0.8, Cr₂AlC均匀分布在铜基体上, 有效提高了复合材料的硬度; 随Cr₂AlC质量分数增加, 复合材料摩擦系数先升高后降低, 磨损量先降低后回升, 当Cr₂AlC质量分数为10%时, 复合材料的摩擦系数最大, 磨损量最低, 耐磨性能最佳; 未添加Cr₂AlC的纯铜材料磨损机理以黏滑为主, 含Cr₂AlC铜基复合材料的磨损机理是犁削磨损、剥层磨损和氧化磨损三者的结合。     

镀W碳纳米管增强Al基复合材料的力学性能与导电率

以羰基钨为前驱体,采用羰基热分解法在碳纳米管表面镀覆了金属W.利用球磨混粉和放电等离子体烧结制备了镀W碳纳米管(W-CNTs)/Al复合材料,并研究了球磨时间和W-CNTs含量对材料力学性能和导电率的影响.结果表明:球磨6h粉体烧结后致密度高达99.5％,接近完全致密;随球磨时间延长,W-CNTs/Al复合材料抗拉强度...     

石墨／ZTA自润滑陶瓷基复合材料摩擦学特性的研究

采用热压工艺制备了石墨／ＺＴＡ自润滑陶瓷基复合材料,并研究了其在干摩擦条件下的摩擦磨损特性。结果表明,适量的石墨加入将显著降低陶瓷的摩擦系数,显示出良好的自润滑特性。石墨含量过高,不但加剧材料的磨损,且使材料的摩擦系数提高,复合材料的磨损过程中会产生剥落、犁沟。     

CF/CVD/树脂炭复合材料的摩擦性能

采用针刺炭纤维整体毡作为骨架，经CVD致密，树脂浸渍固化增密及炭化，石墨化后制得C/C复合材料，研究了CVD炭和树脂炭含量对摩擦性能的影响。实验结果表明：CVD炭具有典型显微组织是材料具有良好摩擦性能的保证；C/C复合材料中加入适量的树脂炭不会影响材料的摩擦性能；摩擦系数大小不一定和摩损率成对应关系。     

机械球磨与放电等离子体烧结制备碳纳米管/铜复合材料

采用机械球磨和放电等离子体烧结(SPS)工艺制备了碳纳米管(CNTs)/铜复合材料.利用SEM和TEM对材料组织和形貌进行了表征,研究了球磨时间、CNTs含量、SPS烧结压力对复合材料组织和性能的影响.结果表明:质量分数为1％的CNTs可在铜基体中获得良好分散;CNTs与铜基体界面结合良好,有利于应力在基体与CNTs之...     

EFFECTS OF PROCESSING AND POWDER CHARACTERISTICS ON THE WEAR AND FRICTION PROPERTIES OF SOME NICKEL-BASE MATERIALS

Abstract

Pure nickel and nickel-based binary and ternary materials containing tungsten carbide and graphite dispersions have been studied. Three types of carbide powder and six types of graphite, different in size, shape, and structure (one in each group being nickel-coated) were studied to varying degrees. The smallest carbide powder (0·35 μm) possessed the best wear-resistance and the lowest coefficient of friction. The larger and coated types of graphite are somewhat superior; however, considerable amounts (～ 40 vol.-%) are needed to improve wear-resistance substantially and reduce the coefficient. Use of the coated type of carbide leads to rather high coefficients (0·58-0·76) under dry testing conditions. Several effects of the presence of a small amount of oxygen in the sintering atmosphere are discussed; a most interesting result is the marked improvement in the wear-resistance of pure nickel treated to produce a dispersion of nickel oxide. With some powders blending can lead to reduced wear-resistance, while with others increasing the blending time has no effect. Several of the findings confirm the interpretation of the results of the previous study regarding the dependence of wear on the ratio of the volume fraction of tungsten carbide to that of graphite, based on microstructural considerations. Wear-resistance cannot be correlated with high hardness.     

Fe含量对Cu-Fe基P/M摩擦材料摩擦磨损性能的影响(一)

研究了Cu-Fe基P/M摩擦材料金属基体中Fe、Cu含量变化对材料物理机械性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明:在所有其它组份及含量不变的情况下,随Fe含量增加(Cu含量相应减少)。材料的抗弯强度和抗压强度及硬度逐渐增大。Fe含量为20％(质量分数)的材料具有摩擦系数高、磨损较少、摩擦过程稳定等优异性能。     

碳纤维增强铝基复合材料预制体制备的研究

介绍了为解决碳纤维与铝基体润湿性极差的原因,利用碳纤维表面改性、溶胶-凝胶法涂覆和预制体挤压成功制备出表面涂覆有光滑平整的SiO2涂层的碳纤维预制体.碳纤维预制体是挤压铸造法制备碳纤维增强铝基复合材料的重要骨架.制备最佳涂层的工艺条件为pH为11,TEOS∶去离子水∶无水乙醇=1∶5∶12,并且涂覆SiO2涂层碳纤维预...     

氧化锆对粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响

利用MM-1000摩擦磨损试验机,比较分析了SiO2、Al2O3和ZrO2三种摩擦组元对材料摩擦磨损性能的不同作用,并系统研究了不同含量氧化锆及其粒度对粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响.实验结果发现,在材料中添加适当含量和粒度的氧化锆可以使材料在高转速下具有良好的摩擦性能,且各种转速下都具有最小和稳定的磨损量.     

铁基粉末冶金材料多元共渗层的摩擦与磨损

研究了不同成分及密度的铁基粉末冶金材料经多元共渗后渗层的摩擦与磨损特怀及金相组织，结果表明，经共渗处理后，低密度的铁基粉末冶金材料的耐磨性能优于高密度的铁基粉末冶金材料，且摩擦力矩小，摩擦系数低。     

铁基金属塑料复合材料及其摩擦磨损性能

金属塑料复合材料是近年来在粉末冶金工艺基础上发展起来的一种新型减摩材料。本文介绍了铁基金属塑料复合材料的制造方法,研究了不同加碳量对基体机械性能的影响及不同载荷下的摩擦磨损性能。试验结果表明,该材料具有较高的机械强度和较好的摩擦磨损性能。当载荷在0-25kgf范围内,其摩擦磨损性能达到DU材料的水平。装车试验结果还表明,它的使用寿命为同类铁基含油轴承的二倍多。     

中高碳贝氏体钢的组织和耐磨性

对一种新型中高碳贝氏体钢的组织，转为动力学和耐磨性进行了研究，中高碳贝氏体钢空冷后的组织为贝氏体，马氏体，碳化物和残留奥氏体，组织细小均匀，大截面实物硬度测定和组织观察表明，截面上具有高硬度，并组织分布均匀，中高碳贝氏体钢具有高的耐磨性。