粘结石墨基固体润滑涂层的微动摩擦磨损性能

为了探讨粘结石墨基固体润滑涂层的微动摩擦磨损性能的作用机理,使用SRV微动摩擦磨损试验机对粘结石墨基固体润滑涂层在微动试验条件下的摩擦学性能以及抗承载能力进行研究,对其磨痕形貌和对偶转移膜进行分析。研究结果表明：粘结石墨基固体润滑涂层的磨损率随着试验载荷和摩擦速度的增大而减小;而摩擦因数随着试验载荷增大而减小,随摩擦速度增大而缓慢增大;在微动摩擦过程中,高载高速可以促进高质量转移膜在对偶表面形成,从而使得粘结石墨基固体润滑涂层具有良好的抗承载能力和优异的抗磨减摩性能。     

AM60B镁合金在滑移区的微动磨损行为研究

研究了AM60B镁合金在滑移区的微动磨损行为。考察了摩擦因数和磨损体积随循环次数、载荷和频率的变化及磨损表面形貌，探讨了其微动磨损机理。结果表明：AM60B镁合金的微动磨损可分为开始阶段、二体接触向三体接触过渡阶段和稳定阶段3个阶段。在不同的阶段，摩擦因数和磨损体积的变化及磨损机制各有特点；此外，磨损体积随着法向载荷的增加而增大，但随着频率的增大而减小。     

镍基WC陶瓷等离子喷涂涂层的干滑动摩擦磨损性能

研究了镍基WC陶瓷等离子喷涂涂层随载荷和速度变化的干滑动摩擦磨损性能，探讨了涂层的孔隙率、显微硬度及磨损面和磨损后涂层形貌与涂层的磨损机制之间的关系。研究表明：镍基WC涂层与对磨材料相比具有优良的摩擦磨损性能，且随着摩擦速度的增加，磨损率增加的幅度很小，摩擦因致减小的幅度较大，随着摩擦载荷的增加，摩擦因致减小和磨损率增加的幅度较小。     

挤压态和压铸态AZ91镁合金的摩擦磨损行为

以挤压态和压铸态AZ91镁合金为对象,研究其在干摩擦条件下的摩擦磨损行为,分析两种成形工艺对AZ91镁合金摩擦磨损性能的影响,并探讨其磨损机制。研究表明:随着载荷增加,两种镁合金的摩擦因数均减小,而磨损量增加;随着转速提高,两种镁合金的摩擦因数均减小,而磨损量增大;在相同磨损条件下,挤压态AZ91镁合金的摩擦因数和磨损量均低于压铸态AZ91镁合金;挤压态AZ91镁合金和压铸态AZ91镁合金在干滑动摩擦条件下具有相同的磨损机制,50 N载荷加载下的磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损,100 N载荷加载下的磨损机制主要为轻微剥层磨损、黏着磨损和氧化磨损,150 N载荷加载下的磨损机制为剥层磨损、氧化磨损和黏着磨损。     

表面覆盖钛薄膜的纳米片状碳膜场发射特性(英文)

利用石英管型波等离子体化学气相沉积装置在Si衬底上沉积了纳米片状碳膜,然后采用电子束蒸镀方法在碳膜表面沉积了一层2 nm厚的Ti膜,并在高真空系统中测量了覆盖Ti膜前后的纳米片状碳膜的场发射特性.研究表明:覆盖Ti膜的纳米片状碳膜因表面生成碳化钛而改性,使得场发射特性得到改善;表面覆盖Ti膜后,阈值电场由2.6 V/μm下降到2.0 V/μm,当电场增加到9 V/μm时,场发射电流由12.4 mA/cm2增加到20.2 mA/cm2.     

纯镁摩擦磨损性能研究

在干滑动摩擦条件下,采用M-2000型磨损试验机测试不同载荷和行程对纯镁摩擦磨损性能的影响,并结合试样磨损表面形貌探讨磨损机制。结果表明:纯镁的摩擦因数随着载荷的增大而减小,随行程的增加变化不明显;磨损量随着载荷、行程的增大而增加;随着载荷的增大,纯镁的磨损机制依次表现为氧化磨损、磨粒磨损,剥层磨损和疲劳磨损。     

热压碳化硼表面自润滑膜的生成

研究了热压碳化硼表面自润滑膜的生成。在实验条件下，示经热处理的碳化硼摩擦副的摩擦因数由起始阶段的0．35－0．40，随滑行距离的增加而减小至0．25左右。对摩擦前后接触面进行X射线衍射分析，结果表明：接触界面发生了摩擦化学反应，生成了B2O3，H3BO3；由于H3BO3具有层次厚子结构，有润滑性，这是使摩擦因数降低的主要原因；利用热处理的方法，促使碳化硼表面生成氧化膜B2O3，在冷却过程中B2O3自发地与空气中的水蒸气反应生成H3BO3自润滑膜，可使摩擦因数进一步降低至0．08左右，且更加稳定。     

双圆弧谐波减速器共轭啮合区混合润滑分析

为了给轮齿啮合区的加速寿命试验提供理论依据,更好地指导产品优化设计,以某型号谐波减速器为分析对象,基于包络理论求出柔轮与刚轮的齿廓方程,分析了啮合点的曲率半径、卷吸速度以及啮合区受载情况,综合考虑啮合区的宏观几何、真实表面粗糙度等因素,建立了柔轮与刚轮啮合区的混合润滑模型,通过分析润滑区膜厚比、摩擦因数等参数,定量研究了转速和温度对润滑性能的影响.结果表明:转速越高,平均油膜厚度和膜厚比越大,接触载荷比和接触面积比越小,润滑性能越好.当转速高于2 200 r/min时,啮合区由边界润滑变为混合润滑,接触载荷比和接触面积比较50 r/min时减小90%以上,摩擦因数减小一半以上,将转速控制在2 200 r/min以上有利于改善润滑状况;随着啮合区温度的升高,平均油膜厚度和膜厚比逐渐减小,接触载荷比和接触面积比逐渐增大,润滑状况逐渐变差.温度为60℃时,摩擦因数较10℃增加一倍以上,接触载荷比和接触面积比增加一倍以上,需严格控制谐波减速器工作温度在60℃以下.     

塑性加工过程摩擦因数分析

考虑润滑剂的热力学参数及表面实际接触情况，理论推导了塑性加工过程摩擦因数的计算公式，该公式能对Ｓｔｒｉｃｂｅｃｋ曲线进行定量描述，并实验分析了速度、粘度，载荷，油膜强度等因素对塑性加工过程摩擦因数的影响规律。     

直流钨电弧法制备碳包覆铁纳米微粒的研究

利用钨电极电弧法制备了碳包覆铁纳米微粒，用酸洗加磁选的方法对初产物进行了纯化；用透射电子显微镜（TEM）、X-射线衍射仪（XRD）和振动样品磁强计（VSM）对产物的形貌和尺寸、物相结构组成以及磁性能进行了表征分析，对碳包覆铁纳米微粒的形成机理进行了研究．结果表明：碳包覆铁纳米微粒具有典型的核-壳结构，内核为金属铁，外壳为多层碳膜；粉体的磁滞回线显示出较好的超顺磁特性，比饱和磁化强度为113．9emu／g．包覆在铁颗粒表面的碳膜主要是通过内部的碳被排斥或自行扩散至颗粒表面及外部气态形式的碳沉积到颗粒表面形成的．     

改变过渡层碳靶功率在铜上沉积类金刚石膜的研究

类金刚石膜具有硬度高、 摩擦系数低、 耐腐性强、 稳定性高等优点, 是提高铜耐腐性的理想材料, 但铜 与类金刚石膜之间的结合力差。通过制备T i xC y 过渡层, 采用磁控溅射物理气相沉积与化学气相沉积法, 通过改变 过渡层碳靶功率成功在铜基体上沉积类金刚石膜。并对金刚石膜进行拉曼光谱测试、 划痕实验和电化学实验分析。 结果表明, 所制备碳膜具有典型的类金刚石结构, 膜与基体之间的结合强度大, 过渡层碳靶溅射功率为2 0 0W 时所 制备的类金刚石膜对铜基体的保护作用最好。     

A comparative study of tribological properties between perfluoro and non-perfluoro alkylsilane self-assembled monolayers(SAMs)

The tribological properties of perfluoro and non-perfluoro alkylsilane molecular films were investigated and compared detailedly. Their surface properties were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), atomic force microscopy (AFM) and contact angle (CA) measurement. A ball-on-disk tribometer was used to study the frictional properties of these alkylsilane monolayers. The experimental results reveal that the alkylsilane molecular films are good candidates to decrease friction and they have good capability to endure rigorous shear forces. Perfluoro alkylsilane molecular films are bonded better with the Si substrate than the simple hydrocarbon ones. The effects of sliding velocity and normal load on friction coefficient are evident and the friction coefficient increases with the increase of the sliding velocity. However, friction coefficient decreases with the increase of normal load initially and then increases, indicating there exists a critical normal load for the load effect. Funded by the National Natural Science Foundation of China (No.50730007 and 50805086), the Foundation of Tsighua Basic Research, and the National Key Basic Research Program of China(No. 2007CB607604)     

脉冲真空电弧离子镀沉积类金刚石薄膜的结构和力学性能研究

利用脉冲真空电孤离子镀技术在3Cr13不锈钢上制备了类金刚石(DLC)薄膜．通过Raman光谱分析了膜的结构特征，采用摩擦磨损试验机测试了薄膜在不同载荷下的摩擦系数，运用划痕仪研究了膜基的结合强度．结果表明：所镀制的薄膜具有典型类金刚石结构特征，膜中ID／IG为1．33；摩擦系数随着载荷的增大而减小，载荷为5N，转速120r／min时的摩擦系数为0．02；Ti过渡层的引入显著地提高了膜基结合力．     

螺旋槽干气密封润滑气膜摩擦系数的规律探寻

高参数工况下的气膜摩擦力对干气密封性能的影响不可忽视。基于密封系统和动静环的结构特点,建立了润滑气膜计算域模型,使用ICEM划分网格,采用Fluent软件数值模拟获得气膜压力分布和速度分布,最后通过牛顿内摩擦定律计算得到润滑气膜摩擦系数。结果表明,槽型参数不变,润滑气膜摩擦系数随转速的增大而增大,随介质压力及平均气膜厚度的增大而减小;工况参数不变,气膜摩擦系数随根径的增大而增大,随槽数及槽深的增大而减小,且在75°~76°螺旋角范围内较为稳定。     

任意卷吸速度矢量点接触摩擦系数简化计算方法

针对弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮传动的空间点接触摩擦系数求解复杂问题,考虑油膜入口区温升与中心油膜厚度以及接触区温升与摩擦系数间的耦合关系,提出任意卷吸速度矢量点接触的摩擦系数简化计算方法. 基于所提方法分析在不同工况下的点接触中心油膜厚度和摩擦系数,并将油膜厚度和摩擦系数与文献实验数据进行对比. 结果表明：在高速工况下,入口区温升和接触区温升显著,忽略温升影响将使油膜厚度和摩擦系数预测结果偏大;卷吸速度夹角对油膜厚度影响较大,对摩擦系数影响相对较小;在任意卷吸速度夹角工况下,点接触油膜厚度和摩擦系数预测结果与文献实验结果一致,验证摩擦系数简化计算方法的可靠性.     

金属镍和聚四氟乙烯微粒复合电沉积的研究(Ⅲ)——复合膜的性能

由电沉积法得到的金属镍和高分子聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）复合膜层具有优良的减摩、自润滑性能．对所研制的金属镍和高分子聚四氟乙烯复合膜层的硬度、摩擦性能、形貌观察等进行了测试．实验结果表明镍聚四氟乙烯镀层有较低的滑动摩擦系数,在同样条件下,与镍镀层相比,其滑动摩擦系数下降三分之一左右．     

The friction and wear characteristics and lubrication mechanism of imidazole phosphate ionic liquid

Several imidazole phosphate ionic liquids with varying carbon chain length have been synthesized at room temperature. Corrosion characteristics and tribological properties of these synthesized ionic liquids were studied using four-ball friction and wear testing machine. Its lubrication mechanism was also investigated by means of electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The experimental results showed that no corrosion was generated when the imidazole phosphate ionic liquid was applied to steel-steel pair. Meanwhile, the imidazole phosphate showed excellent anti-wear and lubricating performances, its frictional performance was related to the polarity of ionic liquids. It is suggested that the ionic liquids react with friction surface to form a protective film of iron phosphate and result in reduction in friction and wear. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50721062 and 20533080) and the National Basic Research Program of China (973 Program) (Grant No. 2007CB607606)     

指尖密封用炭-炭复合材料摩擦磨损性能

为确定指尖密封用炭-炭(炭纤维增强炭基体)复合材料的摩擦学性能,针对指尖密封的轻载使用条件,应用UMT-2摩擦磨损测试仪进行炭-炭复合材料摩擦磨损性能试验,测量摩擦系数与磨损率,并采用扫描电子显微镜(SEM)分析材料的摩擦磨损机理.结果表明,无纬布层垂直于摩擦平面时,材料的摩擦系数和磨损率较低.载荷增加,较高密度材料的磨损率增加缓慢,摩擦系数减小.与载荷相比,材料磨损率受频率的影响较小,且随频率升高摩擦磨损性能越好.磨损表面的SEM分析表明:低频、低载条件下材料发生磨粒磨损;频率的提高加快磨屑膜的成形,自润滑能力增强;载荷的增加虽使磨屑快速被挤压形成磨屑膜,但磨屑膜被不断挤出剥落,纤维裸露断裂产生严重磨损,这一点在材料密度较低时表现更为显著.选用较高密度的材料以及布置无纬布层垂直于摩擦平面可以有效缓解密封材料的磨损.     

表面纳米化中碳钢磨合磨损性能研究

为研究表面纳米化中碳钢在润滑条件下的磨合性能,用环-盘摩擦磨损试验机进行磨合磨损试验.分析在不同载荷下摩擦系数和摩擦振动信号多重分形谱参数的变化,通过磨损表面形貌探讨表面纳米化影响中碳钢磨损行为的原因.结果表明:在低、中负荷作用下,表面纳米化处理的中碳钢摩擦系数和振动信号多重分形谱参数较未处理的有所降低,其较高的表面活性可更好地吸附润滑油以形成油膜.因此,在低、中负荷条件下,表面纳米化可提高中碳钢磨合磨损性能.     

Wear behavior of Cu matrix composites reinforced with mixture of carbon and carbon nanotubes

In order to improve wear resistance and decrease the cost, carbon and carbon nanotubes reinforced copper matrix composites were fabricated by the power metallurgy method. The effects of carbon (carbon and carbon nanotubes) volume fraction and applied load on the friction coefficient and wear rate under dry sliding of the composites were investigated at room temperature. By scanning electron microscopy (SEM), the worn surfaces and debris were observed, and wear mechanism was also analyzed and discussed. The experimental wear process consists of the run-in, steady wear and severe wear process with the increasing of sliding distance. Both the friction coefficient and wear rate of the composites first decrease and then increase with the increasing of carbon volume fraction. The minimum friction coefficient and wear rate are obtained when carbon is 4.0vol%. The wear mechanisms of the composites change from the adhesive wear and delamination wear to abrasive wear with the increasing of carbon volume fraction. Funded by the National Natural Science Foundation of China (50873047) and the Natural Science Foundation of Gansu Province (3ZS061-A25-039)