复合涂层腐蚀防护特性及失效规律的研究

本项目研究了热喷涂锌铝与有机涂层所构成的复合涂层之间的兼容匹配规律,在此基础上进一步提高了复合涂层对钢结构的长效防蚀保护能力。在海水及长江水两种典型腐蚀环境中,研究了钢上热喷涂锌、铝或85锌—15铝层再加聚氨脂环氧聚氨脂、环氧沥青及乙烯等有机涂层的复合涂层试片的腐蚀防护特性及失效规     

多尺度复合结构多孔芯热管的制备及其传热特性

根据热管各部分的功能差异,以纳米多孔铜粉和不规则铜粉为原料,设计并制备了一种新型多尺度复合结构多孔芯热管;该热管蒸发段多孔芯为两层结构,管壁侧为由纳米多孔铜粉烧结而成的小孔隙层,工质腔侧为由不规则铜粉烧结而成的大孔隙层,绝热段和冷凝段多孔芯则均为由不规则铜粉烧结而成的大孔隙层。采用自组装的传热性能测试装置研究了热管的传热性能。结果表明：多尺度复合结构多孔芯的小孔隙层可以提供较高的毛细力,大孔隙层可以提供较大的工质流动通道,从而提升热管传热能力;与单层均匀多孔芯热管相比,多尺度复合结构多孔芯热管表现出了更高的抗重力传热能力,在完全抗重力条件下(倾斜角度为90°)的传热极限功率高达90 W,比由纳米多孔铜粉和不规则铜粉烧结而成的单层均匀多孔芯热管分别提升了2.9倍和2.3倍。     

纳米铜粉在乙醇溶液中的团聚规律

研究了纳米铜粉在乙醇溶液中团聚的影响因素及其规律。结果表明:随着静止时间的延长,纳米铜粉的团聚粒径逐渐增大,粒径的分布范围先是增大,当团聚达到动态平衡后又逐渐变小;当团聚达平衡状态时,纳米铜粉的平均粒径随其质量分数的增加而增大,但当质量分数达到一定值时平均团聚粒径就达到极限;纳米铜粉在悬浊液中的团聚速率随纳米铜粉质量分数的增大而增大。     

纳米级金属粉对润滑油摩擦磨损性能的影响

在ＭＨＫ－５００型环块摩擦磨损试验机上,研究了纳米级金属粉加入到矿物油中的润滑性能,结果表明, 加有纳米级金属粉的润滑油表现出优良的抗磨性能,三乙醇胺与铜粉复配具有复合效应。     

超声电沉积制备纳米金属陶瓷复合镀层工艺

基于超声电沉积复合作用,研究在金属表面获得纳米金属陶瓷复合镀层的基本工艺。通过试验研究了超声波对镀层中纳米陶瓷粒子的含量、分布以及基质金属晶粒的影响,一定条件下镀液中纳米粒子含量与镀层中纳米粒子含量的对应关系。通过超声和电沉积两种技术的有机结合,在常用金属表面获得由尺寸50nm以下的镍晶和纳米SiC粒子构成的纳米级金属陶瓷复合镀县。     

电镀废液回收纳米铜粉作为润滑添加剂的摩擦学性能研究

以化学还原法从电镀铜废液中回收的纳米铜粉为固体润滑油添加剂,在四球式摩擦磨损试验机上研究纳米铜粉的加入量对润滑油摩擦学性能的影响。采用SEM、EDAX等分析磨斑表面,初步探讨纳米铜粉抗磨减摩机制。结果表明:纳米铜粉的添加显著提高基础油的抗磨减摩性能,当纳米铜粉加入量为0.3%(质量分数)时,其摩擦因数和磨斑直径分别比基础油减小33.4%和19%。含纳米铜粉润滑油在高载荷下具有更好的抗磨减摩性能。纳米铜粉在摩擦过程中抗磨减摩机制主要为填充作用和沉积自修复膜作用机制。     

静电自组装制备氧化石墨烯包覆铜粉研究

为了改善石墨烯与铜之间浸润性差及石墨烯自身难以分散的问题,制备高分散石墨烯增强铜基复合材料,利用静电自组装法制备了氧化石墨烯包覆铜粉,用不同修饰剂(十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([BMIm]BF₄)、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体([BMIm]PF₆))改性铜粉表面后,研究了氧化石墨烯对其包覆效果的影响;进而研究了不同含量[BMIm]BF₄离子液体改性后氧化石墨烯包覆效果及复合粉末热稳定性。结果表明,3种修饰剂对铜粉表面改性后,氧化石墨烯成功包覆到铜粉表面,[BMIm]BF₄离子液体修饰后包覆效果最佳,CTAB次之,[BMIm]PF₆离子液体最差,当[BMIm]BF₄离子液体与铜粉比例为1.5 mL:60 g时,氧化石墨烯均匀包覆在铜粉表面,氧化石墨烯包覆铜粉在高温下可被还原为石墨烯。     

油溶性纳米铜的制备、表征及其对SF15W/40汽油机油摩擦性能的影响

采用界面生长法,以醋酸铜为母体,抗坏血酸(Vc)为还原剂,吐温-85为修饰剂,正丁醇为生长剂,合成了粒径约15.5 nm的油溶性球形纳米铜粉;通过X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对纳米铜粉进行了表征;将其作为润滑油添加剂分散于SF15W/40汽油机油中制得纳米润滑油;通过高浓度激光粒度仪考察了纳米润滑油的分散稳定性;通过UMT-Ⅱ摩擦磨损实验机考察了纳米润滑油的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜(SEM)分析了磨损表面形貌.结果表明:纳米铜粉在润滑油中具有优异的分散稳定性;纳米铜粉显著改善了SF15W/40汽油机油的润滑性能,其最佳添加量为0.8%.分析认为纳米铜在摩擦表面的划痕和犁沟处沉积并铺展成膜,从而改善了摩擦磨损性能.     

纳米金属粉填充Ekonol/PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

评价了分别用不同体积含量的纳米镍粉和纳米铜粉填充聚苯酯/聚四氟乙烯(Ekonol/PTFE)复合材料体系的力学性能,利用M-200型磨损试验机研究了纳米Ni、纳米Cu含量对Ekonol/PTFE复合材料摩擦学性能的影响,借助扫描电子显微镜和能谱分析手段考察试样磨损表面和磨屑,并探讨其摩擦磨损机制。结果表明,纳米Ni能在一定范围内增加Ekonol/PTFE复合材料的冲击强度;纳米金属粉填入量较小时均能增加复合材料的洛氏硬度。纳米Ni与纳米Cu均能增加Ekonol/PTFE复合材料的摩擦因数并降低磨损率。其原因在于纳米金属粉在复合材料摩擦表面富集,通过金属分子间的吸引作用,增大复合材料的摩擦因数。     

硼酸酯与含硫、磷、氯添加剂的减摩抗磨复合作用

用混料试验设计方法 ,研究了硼酸酯、氯化石蜡和二烷基二硫代磷酸锌 (ZDDP)的相互作用机理。混料试验结果认为 ,在极压性能方面 ,润滑油中的氯化石蜡含量影响与硼酸酯的复配效果。当氯化石蜡含量较少时 ,硼酸酯在摩擦表面优先形成沉积膜而屏蔽了氯化石蜡的表面成膜 ,表现为“对抗效应” ;当氯化石蜡含量 >7.5 % ,硼酸酯的减摩作用缓和了氯化铁膜的磨损 ,从而有利于氯化石蜡极压能力的提高 ,表现为“协同效应”。在抗磨性能方面 ,ZDDP与硼酸酯互相竞争金属摩擦表面 ,因而ZDDP与硼酸酯的复配可改善含硼油的抗磨性 ,但削弱了硼酸酯的减摩作用。在减摩性能方面 ,硼酸酯与氯化石蜡复合 ,表现为“对抗效应” ,但在一定配比下的三元添加剂复合(硼酸酯 0 .3%～ 2 .8% ,氯化石蜡 0 .8%～ 7.5 %和ZDDP 2 .1%～ 4.8% ) ,则有良好的“协同效应