层状硅酸盐自修复材料的摩擦学性能研究

采用端面摩擦磨损试验机考察了层状硅酸盐自修复材料的摩擦学性能,利用SEM、EDS和纳米压痕仪对摩擦表面进行了形貌、元素和微观力学性能分析.结果表明,层状硅酸盐自修复材料能够显著降低摩擦副表面粗糙度,改善摩擦副的润滑状态而减少摩擦阻力,可使摩擦因数均值由0.09降低至0.03,并能够在摩擦表面形成一层富含C、O、Si、Al、Mg等元素的高硬度表面改性修复层,有望应用于延长摩擦零部件的使用寿命.     

一种摩擦表面自修复技术的应用效果及分析

对由国外引进的一种摩擦表面再生剂进行了使用后的表面性能测试，显示出摩擦表面的硬度显著提高，表面粗糙度大幅下降，磨损尺寸明显得到修复，展现出了对摩擦表面的自修复功能。在汽车发动机、电厂水泵、煤气压缩机和炼油厂减速器等机件上的试用表明，该摩擦表面再生剂具有降低油耗、减少振动、降低噪音、延长使用寿命和节省维修费用等诸多效果，并能提高轻武器子弹的初速和射击精度。     

微纳米层状硅酸盐矿物润滑材料的摩擦学性能研究

对微纳米层状硅酸盐矿物粉的摩擦学性能进行了研究.将微纳米层状硅酸盐矿物质量比为0.5%分散在汽油机润滑油SJ10W/40中,利用摩擦磨损实验机考察其减摩抗磨及自修复性能,与润滑油SJ10W/40进行对比.采用扫描电子显微镜(SEM)分析试样磨痕表面的形貌和元素组成,并进行了EDS能谱分析.试验结果表明:与润滑油SJ10W/40相比,含层状硅酸盐矿物油样润滑的摩擦副,摩擦因数降低了71.6%.SEM分析表明磨痕处有着与基体材料不同的修复区域,该修复区域沉积着Si、Mg等元素.这些说明微纳米层状硅酸盐矿物润滑材料具有优良的减摩抗磨和自修复性能.     

Al2O3对硅酸盐矿物涂层耐蚀性能的影响

采用热化学反应法在Q235钢基体表面制备陶瓷涂层.分别采用阜新(A)和内蒙古(B)的天然硅酸盐矿物为原料,以对比Al2O3对涂层耐蚀性能的影响.用XRD分析其相结构,并研究了涂层的耐蚀性.结果表明,涂层A与骨料相比新相有CaSiO3、AlPO4;涂层B有FeNi3、AlNi3、Al75Ni10Fe15和Cr2O3等新相.涂层A耐酸、盐性相对基体分别提高11.5倍和1.3倍,涂层B耐酸、盐性相对基体分别提高7.5倍和1.2倍.     

凹凸棒石黏土作为润滑油添加剂的摩擦学性能

采用SRV-IV摩擦磨损试验机考察了凹凸棒石黏土作为润滑油添加剂的摩擦学性能,借助SEM及EDS分析了摩擦表面的微观形貌及元素组成。结果表明,在试验所用的载荷和频率条件下,加入凹凸棒石黏土之后润滑油的摩擦因数和磨损量均有不同程度的降低。固定频率10Hz,当载荷为50N时,平均摩擦因数降低幅度达到了43.08%,当载荷为20N时,上下试样磨损率降低幅度分别达到了59.05%和85.48%。加入凹凸棒石黏土之后磨损表面更加光滑平整,表面氧元素含量升高。这主要归因于凹凸棒石黏土的层链状晶体结构和摩擦过程中复杂的物理化学过程。     

英国汽车发动机再制造工厂应用我国纳米减摩自修复添加剂

装备再制造技术国防科技重点实验室开发的具有自主知识产权的纳米减摩自修复添加剂技术是现代维修领域的高科技产品，具有节能、降耗、延长机械设备使用寿命的特点。2005年7月，英国最大的汽车发动机再制造企业一李斯特派特公司与装备再制造技术国防科技重点实验室达成合作协议：引进纳米减摩自修复添加剂技术，并在英国的再制造发动机中推广应用该技术。这标志着我国在纳米润滑材料领域的研究已达到世界先进水平。     

硅酸盐粉体作为润滑油添加剂对摩擦副耐磨性的影响研究*

采用MM200摩擦磨损试验机研究了45^#钢-45^#钢摩擦副在含蛇纹石硅酸盐油润滑下的摩擦学行为，借助SEM及EDAX测试分析了自修复膜层的表面形貌及表面成分组成。结果表明：润滑油中添加硅酸盐蛇纹石粉体，在摩擦磨损初期，下试样的失重随磨损时间增加而增加；在试验时间为20h时，试样失重达到最大值，随后试样的失萤反而减小。在载荷600N、试验时间30h摩擦磨损后，在金属表面形成自修复保护膜，弥补了试样的部分失重；自修复膜层表面比较平整光滑，无明显的磨损划痕和犁沟，自修复膜层阻碍了金属摩擦表面的直接接触，有效地降低了金属摩擦副的磨损；自修复膜层与金属基体结合紧密，无明显的界面，膜层的厚度最大为8μm。     

两种层状镁硅酸盐矿物的晶体结构与可浮性研究

通过对两种层状镁硅酸盐矿物—蛇纹石和滑石的浮选实验及润湿接触角的测定,研究了蛇纹石与滑石的晶体结构与表面润湿性、可浮性的关系,结果表明:蛇纹石的润湿性较好,可浮性差;滑石的润湿性较差,可浮性好。     

氧化铈对硅酸盐矿物粉末陶瓷涂层耐蚀性能的影响

采用热化学反应法,以天然硅酸盐矿物粉末为主要原料,添加5％CeO2,磷酸铝为粘结剂,骨料与粘结剂的配比为1.25∶1,经800℃热固化后,在Q235钢表面制备陶瓷涂层.本实验从陶瓷骨料与粘结剂配比、热固化工艺、涂层组织及性能测试等方面进行了实验研究.实验结果表明:利用天然硅酸盐矿物粉末制备陶瓷涂层是可行的.添加CeO2的涂层在700℃时抗热震次数达30次以上.在腐蚀试验中,封孔后涂层耐酸腐蚀性较基体提高了8.77倍,耐碱腐蚀性提高了4.15倍,耐盐腐蚀性提高了3.76倍.实验说明CeO2的加入可提高涂层的耐蚀性能.     

羧甲基纤维素对层状镁硅酸盐矿物浮选的抑制与分散作用

通过浮选实验、润湿接触角测量和Zeta电位测试,考察滑石、绿泥石和蛇纹石3种层状镁硅酸盐矿物的可浮性及其对金川镍矿中的硫化矿物-黄铁矿浮选的影响,并研究羧甲基纤维素(CMC)对3种层状镁硅酸盐矿物浮选的抑制与分散作用.结果表明;3种镁硅酸盐矿物表面性质与可浮性不同,对硫化矿浮选的影响方式与机理也存在区别:蛇纹石天然可浮性较差,但由于静电作用易与黄铁矿发生异相凝聚,降低黄铁矿的可浮性进而影响其回收率,CMC可通过调整矿物表面电性而起到分散作用;滑石与绿泥石并不影响黄铁矿的可浮性,但由于其天然可浮性相对较好,易进入精矿增加MgO杂质含量,CMC能调整矿物表面润湿性而抑制其浮选.     

基于小波能量包特征的自修复效果评定可行性研究

为了在线检测自修复添加剂的自修复效果，探讨了小波包能量特征与自修复效果之间的关系，通过试验证明小波包能量特征的方法用于自修复效果评定具有可行性，比频谱分析更直观、准确，同时也为在线检测自修复效果提供一种新的方法。     

羟基硅酸盐在水溶液中的摩擦学性能研究

将羟基硅酸盐通过表面修饰分散在水中，并与不同比例的水溶性润滑剂进行复配。用四球摩擦磨损试验机考查不同配比的羟基硅酸盐水溶液的摩擦学性能，并用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDAX）分析了磨斑表面形貌和元素构成。结果表明，单独的羟基硅酸盐或水溶性润滑剂的最大无卡咬负荷（PB）均不高，但以羟基硅酸盐与水溶性润滑剂复配的水溶液在合适配比下PB值大于1962N，有较高的承载性，在834N下，其减摩抗磨作用也非常明显。羟基硅酸盐-水溶性润滑剂体系的良好摩擦学性能的主要原因是羟基硅酸盐粒子提高了水溶性润滑剂形成的润滑膜的粘弹性，同时水溶性润滑剂对羟基硅酸盐粒子“微轴承”进行“润滑”，两者具有协同作用。     

硅酸盐矿物粉末陶瓷涂层制备及耐蚀性能研究

采用一种天然硅酸盐矿物粉末,用热化学反应法在Q235钢表面制备陶瓷涂层。通过XRD分析了涂层的相组成,研究了未封孔涂层和封孔涂层的结合强度、耐蚀性。结果表明,用天然硅酸盐矿物粉末代替人工合成的陶瓷原料作为陶瓷骨料,可以在钢表面获得性能良好的陶瓷涂层。     

羟基硅酸镁粉体表面改性及作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

目的研究羟基硅酸镁粉体表面改性及作为润滑油添加剂的摩擦学性能,提高羟基硅酸镁粉体在设备磨损表面的成膜性能,减少磨损,延长使用寿命。方法采用同步热分析仪(SDT Q600),分析羟基硅酸镁粉体的相变过程。采用不同的表面改性剂对羟基硅酸镁进行改性,采用MG-2000型高速高温摩擦磨损试验机,研究不同添加量和热处理温度对羟基硅酸镁摩擦性能的影响。结果羟基硅酸镁在常温到500℃之间,脱失吸附水;500~800℃之间,脱去层间水和结构水,生成新的物相镁橄榄石;800~860℃之间,晶体结构发生重组;860~1100℃之间,发生镁橄榄石-顽辉石物相转变。经过油酸表面改性后,羟基硅酸镁粉体表面引入了有机长链,表面改性剂改性效果为:油酸>司盘80>硬脂酸>吐温80>KH270>KH560。粉体质量分数为10%时,短时间内易于达到磨损-自修复动态平衡,具有良好的抗磨减摩效果。经过200、400℃热处理的粉体具有较高的活性、分散性能和成膜性能。结论油酸能有效改善羟基硅酸镁粉体在润滑油中的分散性能,200、400℃热处理能有效提高羟基硅酸镁粉体在润滑油中的分散性能和摩擦过程中的成膜性能。     

含纳米金刚石润滑油减摩抗磨添加剂的摩擦学性能

研制了一种含纳米金刚石润滑油节能抗磨添加剂，对其摩擦学性能及机制进行了研究。结果表明：所研制的含纳米金刚石润滑油抗磨添加剂上有优异的摩擦学性能，摩擦表面存在含金刚石的表面膜。     

内燃机润滑油在管路中的流动特性研究

为提高内燃机中回转运动副,特别是曲轴等运动件的润滑效果,建立了一套由基本试验平台、标定和试验回路构成的用于研究黏性流体在管路中流动特性的实验系统.基于Bernoulli方程等,试验研究了3种润滑油的流动摩擦因数、管件出口流量系数、能量损失系数.研究表明:在雷诺数为10＜Re＜140范围内的流动特性参数实验系统是有效和适用的,为预测和深入研究对应管路中流体的流动特性提供了基础.     

基底材质对硅酸钠粘结 MoS2 润滑涂层摩擦学性能的影响

目的针对空间机械润滑处理的需求,研究硅酸钠粘结MoS2润滑涂层摩擦学性能。方法在几种不同材质基底的表面喷涂硅酸钠粘结MoS2润滑涂层,采用球盘摩擦磨损试验机研究其真空摩擦学性能和高温摩擦学性能,并利用红外光谱和扫描电镜对高温摩擦机理进行分析。结果几种基底表面润滑涂层的真空摩擦系数均低于0.1,且基底硬度越高,涂层的耐磨寿命越长,摩擦系数越低。在室温至300℃范围内,随温度的升高,涂层的摩擦系数先降低后升高,耐磨寿命先升高后降低。300℃时,涂层主要发生磨粒磨损。结论硅酸钠粘结MoS2润滑涂层能够用于经微弧氧化处理的铝合金基底表面,在200℃以下的大气环境和300℃氮气环境中的摩擦学性能优异。     

磨制铝粉所用添加剂的研究

从理论和实践两方面，对磨制铝粉工艺中添加剂的作用进行探讨，阐述了添加剂的性质和加入量对铝粉性能的影响。     

纳米铜粉作润滑油添加剂时的"负磨损"现象研究

通过对纳米铜粉的摩擦学试验,发现随着摩擦时间延长运动副发生了负磨损现象。通常情况下磨损是摩擦的必然结果,此现象说明摩擦在一定条件下也可能导致负磨损,从而扩展了对摩擦磨损的认识。并且,负磨损现象的发现,证明了“动态自修复沉积机制”的存在,将有力支持装备智能修复技术的发展。