坡缕石纳米/酚醛树脂的制备及其摩擦材料的性能

以自制备的纳米尺度的坡缕石原位合成了坡缕石纳米/桐油-酚醛复合树脂(P/TPF),分别用SETARAM TG-DSC92-16分析仪和TEM表征了P/TPF的耐热性和纳米粒子的分散状态,并对比分析了以P/TPF为基体的编织摩擦材料的摩擦学性能.结果表明P/TPF中的纳米粒子分散良好、树脂的耐热性获得提高,P/TPF摩擦材料的抗热衰和抗磨损能力明显改善,而摩擦因数略有下降.     

酚醛树脂的SiO2纳米复合对摩擦材料性能的影响

在桐油改性酚醛树脂(TPF)的聚合过程中,添加经过分散的SiO2纳米粒子,制备成复合改性的热固性NT-PF,经过SETARAM TG-DSC92-16热分析仪测试NTPF的耐热性有明显的提高。将NTPF用于摩擦材料,按照相关标准在DMS-1定速摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损对比试验,其抗热衰退性和摩阻性能具有明显的改善,材料的总磨损量下降,但在250℃存在一个磨损率峰值。从机理上对其摩擦磨损性能的改善作出了解释。     

钛酸钾晶须/芳纶/坡缕石复合矿物纤维摩擦材料的摩擦性能研究

混杂钛酸钾晶须、芳纶纤维、坡缕石纤维3种增强材料,复合制备一种非金属摩擦材料,运用正交试验法和极差分析法,研究各成分及其用量对材料摩擦性能的影响。结果表明:对材料的摩擦因数影响显著的顺序是芳纶纤维与坡缕石纤维交互作用,钛酸钾晶须,芳纶纤维,钛酸钾晶须与坡缕石纤维的交互作用,钛酸钾晶须与芳纶纤维的交互作用,坡缕石纤维。从磨损性来看,影响较大的因素是钛酸钾晶须,其次顺序是坡缕石纤维,芳纶纤维。最佳组合是钛酸钾晶须15%、芳纶纤维4%、坡缕石纤维15%。交互作用对材料的耐磨性影响显著的是芳纶纤维与坡缕石纤维,其次是钛酸钾晶须与芳纶纤维、钛酸钾晶须与坡缕石纤维。     

蒙脱石和坡缕石纳米润滑油添加剂的摩擦学性能

将KH550偶联剂修饰的纳米蒙脱石和纳米坡缕石,分别按质量比3%添加到150N基础油中制备2种纳米润滑油分散体系,用激光粒度分析仪、TEM、IR表征纳米添加剂的分散稳定性,在MMU-10G摩擦磨损试验机上测试2种纳米润滑油对45#钢的减摩抗磨性能,用SEM和EDX等分析摩擦试样表面成分与形貌的变化及影响摩擦学性能的机制。结果表明:纳米蒙脱石平均粒径较小,在150N基础油中分散更稳定;2种纳米润滑油相比纯基础油润滑时的平均摩擦因数和磨损量均明显下降,其中纳米蒙脱石润滑油的抗磨减摩性能最好;2种纳米润滑油润滑时摩擦试样表面分别生成了含蒙脱石和坡缕石特征元素的自修复膜层,其中蒙脱石特征元素含量相对较高,说明纳米蒙脱石摩擦学性能更好。     

坡缕石载铜复合纳米润滑添加剂的制备及摩擦学性能研究

使用化学还原法制备坡缕石载铜复合纳米颗粒,以铸铁HT200作为摩擦副,采用MMU-10G摩擦磨损试验机研究该纳米颗粒作为润滑添加剂的摩擦学行为,使用EPMA-1600电子探针、金相显微镜、Genesis能谱仪进行试样磨损面形貌观察和组成元素分析。实验结果表明:该纳米复合颗粒作为润滑添加剂具有优异的减摩效果和良好的抗磨性能,与基础油150N相比,平均摩擦因数下降66.2%,对应的摩擦副试件磨损失重减少80.9%,在试件表面生成由纳米坡缕石和纳米铜共同组成的自修复膜。     

混杂纤维含量对汽车制动摩擦材料性能的影响

研究了不同混杂纤维含量对汽车制动摩擦材料性能的影响.结果表明,随着坡缕石纤维和钢纤维含量的增加,摩擦材料的冲击强度均增加;坡缕石含量的变化对磨损率影响不大,Kevlar含量较高时,混杂纤维摩擦材料200 ℃时磨损率增加,250 ℃和350 ℃时磨损率降低;Kevlar纤维随着其含量的增加,混杂纤维摩擦材料高温摩擦性能(250～350 ℃)有所降低.     

CR 200J用树脂基摩擦材料的正交试验及多指标加权优选

为制备CR 200J用高耐磨树脂基摩擦材料,采用正交试验法设计不同含量的减摩组分(鳞片石墨、石油焦)与增摩组分(NFJ高温黏结剂、腰果壳油摩擦粉)的树脂基摩擦材料配方。通过热压成型法制备出样品,在制动压力0.8 MPa和转速3 300、4 200、5 400 r/min下测试试样的平均摩擦因数,并计算试样的体积磨损率、热衰退性能及对偶质量磨损。对试样的平均摩擦因数、体积磨损率、热衰退性能及对偶质量磨损进行极差分析及均一化处理,使用多指标权重优选了综合性能优异的配方。结果表明：鳞片石墨在高转速下对材料的平均摩擦因数起稳定作用及降低材料的热衰退性能,而石油焦在低速制动过程中可稳定材料的平均摩擦因数;NFJ高温黏结剂对材料的各项性能影响不显著,而腰果壳油摩擦粉在高转速下表现出优异的黏弹性,有利于提高材料的平均摩擦因数,降低材料的体积磨损率及对偶质量磨损。使用多指标权重优选得到较好的配方,其中鳞片石墨、石油焦、NFJ高温黏结剂、腰果壳油摩擦粉的质量分数分别为1%、4%、3%、6%。     

纳米坡缕石的表面修饰及摩擦学性能研究

通过球磨改性的方法,使用油酸、硅烷、季铵盐、钛酸酯4种修饰剂对纳米坡缕石颗粒进行表面修饰,使用沉降法及TEM进行修饰效果评价。将经过修饰的纳米坡缕石颗粒作为润滑添加剂,在MMU-10G型高速高温摩擦磨损试验机上考察其摩擦学特性。结果表明:油酸对纳米坡缕石具有优异的表面修饰效果,且其在润滑油中具有良好的分散稳定性;经表面修饰的纳米坡缕石具有优异的减摩作用和良好的抗磨效果,与基础油相比,摩擦因数降低43.1%,磨损失重减少10.1%。     

填充纳米SiO2对超高分子量聚乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响

用热压成型法制备了纳米SiO2填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了纳米粒子对复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌,并借助X射线能谱仪对试样磨损表面进行了微区分析。结果表明:纯UHMWPE磨损表面局部存在着大量的粘着变形和疲劳裂纹的特征,填充15%(质量分数)的纳米SiO2能较好地改善UHMWPE/nano-SiO2复合材料的摩擦磨损性能,其磨损表面只存在粘着撕裂现象,看不到疲劳裂纹特征。当填充纳米SiO2质量分数达到20%时,其磨损表面存在贫Si区和富Si区,同时磨损表面呈现出热裂纹迹象,复合材料的耐磨性能改善程度明显下降,并且摩擦因数出现了增大趋势。     

化学修饰的纳米钛酸钙的摩擦学特性研究

利用化学修饰法制备了纳米钛酸钙,并用TEM对其结构进行了表征.将制备的纳米钛酸钙油液加入到合成酯中,用四球摩擦磨损试验机考察了其作为润滑添加剂的摩擦学特性.结果表明:纳米钛酸钙在合成酯中具有较好的抗磨性能和良好的减摩性能,其减摩性能优于常用的极压抗磨剂.利用俄歇能谱AES测定表面膜的组成,发现纳米钛酸钙在摩擦表面的沉积及随后的剪切作用形成了具有抗磨减摩性能的摩擦膜.     

电泳-电沉积制备纳米Al_2O_3增强镍基复合镀层中纳米颗粒的分布状态

采用电泳-电沉积技术制备了纳米Al2O3增强镍基复合镀层,并采用扫描电镜及其附带能谱仪分析了镀层中纳米颗粒的分布状态,运用正交试验法研究了电泳液中纳米颗粒含量、电泳沉积电压、电泳沉积时间以及电沉积阴极电流密度等工艺参数对复合镀层中纳米颗粒分布均匀性的影响.结果表明:电泳液中纳米颗粒含量及电沉积阴极电流密度是影响镀层中纳米颗粒分布均匀性的主要因素,而电泳沉积电压和电泳沉积时间的影响相对较小;在电泳液中A12O3纳米颗粒含量为8 g·L-1、电沉积阴极电流密度为0.5 A·dm-2时,可制得纳米颗粒均匀分布的纳米复合镀层.     

Microstructure and Oxidation Behaviors of Nano-particles Strengthened NiCoCrAlY Cladded Coatings on Superalloys

Nano-particles which can largely improve the microstructure and oxidation resistance of materials are often used as a strengthening component in metal matrix composites. However, few studies were reported on its application in the bond coat of duplex structure thermal barrier coating(TBC). Three kinds of NiCoCrAlY coatings strengthened by different nano-particles with the same addition (1%, mass fraction) were prepared by the laser cladding technique on Ni-based superalloy substrates, aiming to study the effects of the nano-particles on microstructure and oxidation resistance of NiCoCrAlY coatings (the bond coat of the duplex structure thermal barrier coatings). Scanning electron microscope (SEM), X-ray diffractometer(XRD) and thermogravimetry were employed to investigate their morphologies, phases and cyclic oxidation behaviors in atmosphere at 1 050℃, compared with the coating without nano-particles. With the addition of nano-particles, the growth pattern of the grains at the interface changed from epitaxial growth to non-epitaxial growth or part-epitaxial growth; slender dendrites were broken and cellularized; cracks and pores were restrained; and the oxidation weight-gain and the stripping resistance of the oxide scale were improved as well. Among the three kinds of nano-particles, the SiC nano-particles showed the most improvement on microstructure, while the CeO2 nano-particles were insufficient, but its effects on the oxidation resistance are the same as those of the SiC nano-particles. Based on the discussions of the influence mechanism, it is believed that CeO2 nano-particles would show better improvement than SiC nano-particles if the proper amount is added and the proper preparation technique of micro-nanometer composite powders is adopted, with the synergistic action of nanometer effect and reactive element effect.     

纳米SiO2和MgO在润滑油中的抗磨减摩性

利用超声波纳米粉碎机制得纳米SiO2、MgO混合粉末，采用激光粒度分析仪及透射电镜表征分析了颗粒的粒度及形貌，通过选用合适的分散剂和采用超声波分散的方法，制备出悬浮性、分散性良好的油基纳米抗磨剂。采用摩擦试验机对所制备的产物的抗磨性进行了表征分析；确定了正常供油状态下和无机油状态下，该纳米抗磨剂的摩擦因数及其磨损量。试验表明：将一定量的纳米SiO2、MsO颗粒及合适的分散剂加入润滑油中，可明显提高其抗磨减摩性能及承载能力。     

改进Pechini法制备镍铁氧体纳米颗粒及其表征

用改进的Pechini法制备了高度分散的泡沫凝胶颗粒,然后分别在500,650,800℃进行热分解得到了镍铁氧体纳米颗粒;用XRD、TEM、IR及VSM等对其形貌、结构和磁性能进行了分析。结果表明:用改进Pechini法得到的镍铁氧体纳米颗粒分散性好,尺寸均匀,晶化程度高,纯度高;500℃热解后得到的镍铁氧体粒径为50～120nm;室温下在796kA.m-1磁场下的饱和磁化强度可达13.03kA.m-1;随着热解温度的升高,镍铁氧体纳米颗粒的直径、饱和磁化强度、矫顽力都增大。     

纳米级PMA润滑剂的合成及其抗磨性能

采用乳液聚合法合成了纳米级PMA润滑剂,用透射电镜（TEM）测定其粒径小100nm;将其分散到水中制得微乳液,用四球机考察其抗磨性能。实验结果表明,纳米PMA具有良好的抗磨性能,其抗磨机理可能是在低载荷下形成沉积膜,并起类似“滚珠轴承”的作用,在高载荷下形成聚合物保护膜,从而提高抗磨性。     

纳米粒子及PTFE填充PEEK复合材料摩擦特性的载荷和时间依赖性

以热压成型法制备了纳米Al2O3和纳米TiO2分别与聚四氟乙烯(PTFE)填充PEEK复合材料,利用自制销-盘摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下复合材料的摩擦行为。结果表明：复合材料的摩擦因数依赖于材料中纳米粒子的种类和含量,并对载荷有明显的依赖性;当纳米Al2O3的质量分数为5％～7％时,PEEK复合材料的摩擦因数和比磨损率最低;随着外加载荷的变化,摩擦因数呈现一定的变化规律。     

两种纳米粒子组合物用作润滑油添加剂

选择了纳米碳酸钙和纳米稀土两种粒子组合物作为润滑油抗磨、极压添加荆，采用透射电子显微镜（TEM）分别检测了其粒径大小，采用四球摩擦磨损试验机测定了含组合纳米粒子的润滑油的摩擦学性能，采用X射线光电子能谱仪分析了磨损钢球表面化学组成。结果表明：含组合纳米粒子的润滑油具有良好的抗磨减摩效果，纳米碳酸钙、纳米稀土组合粒子的最佳的添加量为CaCO3Wt％：RE Wt％=1：1，总浓度为0．6％；大小粒子配合协同作用起到有效的抗磨、减摩效果。还探讨了组合纳米粒子润滑油的抗磨减摩机理。     

醇水均匀沉淀法制备纳米CeO2粉体工艺及机理研究

在醇-水体系中以六亚甲基四胺（HMT）为缓释沉淀荆制备了纳米CeO2粉体,并用TEM和BET对其进行了表征,考察了制备过程中工艺参数对CeO2粉体颗粒大小及团聚的影响,并对影响机理进行了探讨。结果表明：在较佳工艺条件下制备的纳米CeO2平均尺寸约为8nm,与传统的水溶液均匀沉淀法相比较,该方法得到的粉体粒径更小,且分散性好。     

Investigation of the Mending Effect and Mechanism of Copper Nano-Particles on a Tribologically Stressed Surface

The mending effect and mechanism of metal nano-particles in an area undergoing wear are quite important for both the fundamental theory of nano-tribology and the development of lubricant additives. This paper presents research on the mending effect of copper nano-particles added to lubricant oil. Pin-on-disk experiments and Scanning Electron Microscopy (SEM) observations show that copper nano-particles do display an excellent mending effect. The observation by Scanning Tunnelling Microscopy (STM) reveals that the mending effect results from the deposition of copper nano-particles onto the wear scar. It has also been disclosed by heating simulation that, due to nano-scale effects, which bring about decrease in the diffusion temperature of copper nano-particles, the heat generated by friction leads to the diffusion of copper nano-particles and their subsequent deposition, which finally results in the so-called mending effect.     

油溶性纳米Ti02提高GL-5车辆齿轮油承载能力的研究

以硬脂酸作为修饰剂，利用溶胶-凝胶法制备了油溶性纳米TiO2颗粒，将其加入85W／90GL-5重负荷车辆齿轮油中，用四球摩擦磨损试验机考察了油品的摩擦学性能，并采用SEM、XPS对摩擦试验后的钢球磨斑表面进行了分析，对纳米TiO2在摩擦过程中的摩擦学作用机制进行了研究。结果表明：纳米TiO2添加剂能够显著提高GL-5车辆齿轮油的承载能力；纳米TiO2在摩擦过程中发生分解，在摩擦表面形成硬度较高的纳米薄膜，也可以扩散渗透到金属基体中，从而使保护层不易被剥落。