载流下MoS2/Ag纳米复合薄膜摩擦学性能

MoS₂基纳米复合薄膜具有良好的摩擦学性能,但较差的导电性能限制了其在载流条件下作为润滑材料的应用。为提高MoS₂基纳米复合薄膜的导电性能,采用非平衡磁控溅射系统沉积2种不同Ag含量的MoS₂/Ag纳米复合薄膜,并在不同的电流条件下研究MoS₂/Ag纳米复合薄膜与GCr15钢球对摩时的摩擦学性能。结果表明：在载流下2种MoS₂/Ag纳米复合薄膜表现出相似的摩擦性能,而低掺杂MoS₂/Ag薄膜具有更佳的耐磨性能,这归因于低掺杂MoS₂/Ag薄膜具有较好的力学性能;无载流时,MoS₂/Ag纳米复合薄膜在摩擦过程中生成的氧化物颗粒增加了磨损、降低了润滑性,磨损机制主要为磨粒磨损;电流小于0.5 A时,电流促进了转移膜形成,使得摩擦因数降低,但磨损率增加,磨损机制主要为黏着磨损;当电流大于0.5 A时,由于电弧烧蚀加速了薄膜的磨损,磨损机制主要为磨粒磨损、黏着磨损和电弧腐蚀磨损。     

玻璃表面纳米TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

用Sol-Gel方法在载玻片上制备了透明的TiO2纳米薄膜。对溶胶的制备工艺、薄膜与基体的结合强度及光催化活性进行了研究。试验表明，薄膜的最佳烧结温度为650℃，加热速度为2℃/min，在此温度下烧结薄膜具有高的结合强度。XRD分析表明薄膜为锐钛矿晶型，对醋酸的光照降解试验表明，薄膜具有较高的光催化活性。     

Ti/Ag及Ag薄膜的应力状态及其对摩擦学性能的影响

制备了具有不同应力状态的Ti/Ag双层薄膜及Ag单层膜。考察了两类薄膜的内应力状态及其对薄膜摩擦学性能的影响。试验结果表明：薄膜的应力状态对其摩擦学性能可产生明显影响。Ti/Ag双层薄膜的应力变化及其对摩擦学性能的影响比单层膜更为复杂，可以通过控制Ti中间层的膜厚来得到有利于提高薄膜摩擦学性能的应力状态。     

豆油脂肪酸修饰二氧化钛纳米微粒的摩擦学性能研究

采用表面修饰化学法制备了豆油脂肪酸修饰的二氧化钛纳米微粒,对所制备的纳米微粒通过红外光谱进行了结构表征。将二氧化钛纳米微粒作为润滑油添加剂,加入液体石蜡中,利用四球试验机考察其摩擦学性能。试验结果表明,有机基团修饰的二氧化钛纳米微粒具有优良的分散性,可提高液体石蜡的抗磨性和承载能力;加有表面修饰的二氧化钛纳米微粒的液体石蜡磨斑直径减少了39%,承载能力能够提高1倍以上。     

CuS-Fe2O3纳米复合薄膜的制备、表征和摩擦学性能

采用溶胶-凝胶法制备了纳米CuS-Fe2O3复合薄膜,研究了其微结构和摩擦学性能,并探讨了复合薄膜的磨损机制。用XRD,XPS,及AFM研究了薄膜的晶体结构、化学价态与表面形貌,用UMT-2研究了薄膜的摩擦学性能。研究结果表明,所制备的薄膜是均匀致密的,表面粗糙度为0.30 nm,CuS为粒径20 nm的正六面体结构,并且均匀分散在Fe2O3基体中;薄膜与GCr15不锈钢球对磨过程中表现出了很好的耐磨抗摩性能。CuS的摩尔分数为8%时的CuS-Fe2O3复合膜在滑动速度为150 mm/m in,载荷为1.5 N的条件下,摩擦因数为0.08,磨损寿命为4 200次,通过SEM观察薄膜的膜痕发现薄膜的磨损机制主要是轻微的擦伤、粘着转移和磨粒磨损。     

不同应用环境下MoS2基薄膜摩擦学性能研究进展

综述近30年来MoS_2薄膜的摩擦学研究进展,以及MoS_2作为极具代表性的固体润滑薄膜在航空航天等领域的广泛应用;分别从大气、真空、潮湿和高温等条件下简述MoS_2薄膜应用的优缺点及解决策略,并结合代表性的工作对具体问题展开论述;指出随着制备方法和技术的突破,MoS_2薄膜易氧化、不耐潮湿的问题得到有效解决,通过掺杂、织构化和纳米化等手段不仅发展出了大气环境下具有超滑性能的MoS_2薄膜,而且提高了其在450℃下的抗氧化性能;提出MoS_2薄膜的主要研究课题和方向为:进一步发展新型MoS_2基薄膜,以满足不同工况环境下的需求;进一步揭示高温、高湿度环境下MoS_2基薄膜润滑失效机制和延寿机制。     

表面未修饰及修饰纳米SiO2对锂基脂摩擦学性能的影响

利用四球摩擦磨损试验机考察了表面未修饰及修饰纳米SiO2作为添加剂对锂基脂摩擦学性能的影响;采用扫描电子显微镜观察了钢球磨损表面形貌,并采用X射线光电子能谱仪分析了钢球磨损表面典型元素的化学状态,以探讨2种纳米SiO2添加剂的减摩抗磨作用机理。结果表明,采用化学法和物理法制备的表面修饰及未修饰纳米SiO2作为添加剂均能通过形成复合边界润滑膜而改善锂基脂的减摩抗磨性能,其中采用物理法制备的未修饰纳米SiO2的减摩作用略优,而采用化学法制备的表面修饰纳米SiO2在高载荷下的抗磨作用较优。     

纳米WS2作为润滑油添加剂的分散稳定性及摩擦学性能

将纳米二硫化钨微粒作为低温切削油CTY-B的添加剂,制备不同质量分数的纳米二硫化钨油样,考察Span-80、十二烷基苯磺酸钠及聚乙二醇6000作为表面活性剂对油样分散稳性能的影响,采用HRS-2M型高速往复摩擦试验机研究纳米二硫化钨对低温切削油CTY-B摩擦学性能的影响,使用扫描电子显微镜观察磨损表面的形貌,利用能谱仪测定磨损表层的元素含量,并对润滑机制进行分析。试验结果显示:Span-80作为表面活性剂对纳米二硫化钨的分散效果最优;纳米二硫化钨能够有效提升低温切削油CTY-B的摩擦学性能,当添加的质量分数为2%时,摩擦因数以及磨痕宽度相比基础油润滑条件下分别降低了24. 8%和16. 4%;在摩擦过程中纳米二硫化钨易沉积在磨损表面的低凹处,形成一层不连续的保护薄膜,从而降低接触面的损伤并起到一定的修复作用。     

V含量对TaVN薄膜微观结构与摩擦学性能的影响

为探讨V元素改善TaN薄膜摩擦学性能的机制,利用磁控溅射仪在304不锈钢基体上和单晶Si片制备不同V含量的 TaVN薄膜。使用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、表面综合性能测试仪表征和分析薄膜的结构及性能。结果表明：TaVN 薄膜为面心立方结构,不同V含量的TaVN薄膜均在（111）晶面呈现择优取向;随着V含量的增加,TaVN 薄膜（111）晶面出现向大角度偏移的现象;不同V含量的TaVN 薄膜在扫描电子显微镜下的表面光滑平整无孔隙,膜层与基体间界面清晰,截面呈明显的柱状晶结构;随着V含量的增加,TaVN 薄膜硬度先升高后降低,当TaV靶材中V原子分数为15%时,硬度最高;随着V含量的增加,摩擦因数降低,其原因是在摩擦的过程中,薄膜中的V元素氧化形成具有自润滑效果的Magnéli 相氧化物V2O5;随着V含量的增加,TaVN 薄膜磨损机制由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损转变为磨粒磨损和氧化磨损。     

TiO2薄膜电极光电转换性能的影响因素

采用溶胶-凝胶法在玻璃基体表面制备了不同粒径的TiO2薄膜和纳米SnO2/TiO2复合薄膜,将它们与不同对电极进行了光电转换性能测试.结果表明:氧化物薄膜电极经染料敏化、薄膜颗粒细化及薄膜复合化都有利于提高电极的光电转换性能.用汞溴红敏化后,粒径为25 nm的TiO2薄膜的光电转换性能提高了847倍;粒径为25 nm的TiO2薄膜的光电转换性能是粒径为136 nm的TiO2薄膜的5倍;粒径为25 nm的TiO2薄膜经粒径为27 nm的SnO2薄膜复合后,其光电转换性能提高了7.7%.     

化学镀/浸渍提拉复合法制备TiO2光催化膜

先采用化学复合镀法在铁丝网上制备出Ni—P—TiO2薄膜，再将其浸入溶胶一凝胶法制得的TiO2前驱体凝胶中，利用浸渍提拉法制备出纳米TiO2复合薄膜。研究了单纯复合镀法、单纯溶胶一凝胶提拉法以及化学镀一提拉复合法3种制备方法获得的膜层组织以及对耐蚀性和光催化性的影响。结果表明，化学镀膜的耐蚀性好但光催化性略差，提拉膜的光催化性好但耐蚀性较差，而化学镀一提拉复合法制备的纳米TiO2薄膜具有耐蚀性和光催化性俱佳的效果。     

Tb2TiO5-Dy2TiO5中子吸收材料的显微组织及性能

以Tb₄O₇粉、Dy₂O₃粉和TiO₂粉为原料,采用高能球磨、冷等静压和高温烧结工艺制备了Tb₂TiO₅-30%(质量分数)Dy₂TiO₅中子吸收材料,研究不同球磨时间(0~48 h)下混合粉体的微观结构,不同烧结温度(1 200~1 400℃)与时间(1~96 h)下烧结块体材料的微观结构、热物理性能和耐腐蚀性能。结果表明:混合粉体的晶粒尺寸随球磨时间的延长而减小,球磨12 h后即可获得均匀混合的纳米晶粉体,纳米晶混合粉体在1 300℃烧结96 h获得了具有高致密度正交晶体结构Tb₂TiO₅-Dy₂TiO₅块体材料;该块体材料在500℃的热导率和热膨胀系数分别为2.2 W·m^-1·K^-1和5.8×10^-6 K^-1,在360℃/18.6 MPa去离子水中的腐蚀速率变化很小,平均腐蚀速率为0.18 mg·dm^-2·h^-1,该块体材料具有较高的热导率、较低的热膨胀系数以及较好的耐高温水腐蚀性能,是控制棒用中子吸收材料较优的候选材料。     

纳米TiO2光催化剂的最新发展——多孔TiO2

介绍了多孔TiO2的溶胶-凝胶制备法和模板制备法，评述了其光催化活性，并从孔径大小、比表面积、煅烧温度和煅烧时间4个方面探讨了多孔TiO2光催化活性的影响因素。孔径在介孔范围内的多孔TiO2,可以对待降解物进行吸附，反应物和生成物的扩散速度加快，光催化活性和催化速率得到提高；TiO2中适量孔的引入，增加了催化剂的比表面积，有利于催化剂与反应物的充分接触，提高光催化活性；煅烧温度过高，容易导致多孔TiO2光催化剂孔结构的坍塌，影响其光催化活性；煅烧时间太短，催化剂未形成或未完全形成锐钛矿型，催化作用减弱；煅烧时间太长，晶粒则会太大，光催化活性降低。因此以合适的制备工艺条件将TiO2制成多孔结构是提高其光催化活性的有效途径之一，具有重要的研究价值和很好的应用前景。     

沉积温度及膜厚对离子镀银膜结构及摩擦学性能的影响

采用离子镀在不锈钢和45钢基体表面低温沉积银薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和真空摩擦试验机对低温沉积银膜的晶体结构、表面形貌和摩擦学性能进行了研究.结果表明:银膜的择优取向度随着沉积时间的延长和基体温度的降低具有明显变化;在-147℃沉积6 min条件下制备的银膜为表层具有(200)择优取向及底层为(111)择优取向的双层结构;银膜在载荷较高时也有较好的摩擦学性能.     

陶瓷涂层/钢的摩擦磨损性能研究

在室温,载荷40,180,320N和速度100,200,300r／min下,对二氧化钛涂层试件与GCr15钢进行了油润滑情况下的球盘式摩擦磨损试验。结果表明：在油润滑的条件下,涂层的摩擦性能几乎都有很大的改善,摩擦因数呈下降的趋势,这与载荷所致的接触应力有关;在载荷一定的情况下,摩擦因数随着速度的增大而减小;在300r／min的高速情况下,随着载荷的增大,圆盘的磨损量呈下降的趋势。针对摩擦磨损试验中圆盘磨损量出现的负增长,提出了一种滑动摩擦磨损机制,此模型可以很好地解释试验中所出现的现象。     

烧结温度及掺杂TiO2对ZnO气敏性能的影响

通过溶胶-凝胶法制备ZnO凝胶,在300℃预烧结.为了得到不同尺寸的ZnO粉体,并对ZnO粉体进一步纯化,将预烧粉体在不同温度,500℃、700℃、900℃下缓慢烧结,最后将所得粉体涂附在陶瓷管上,在450℃下烧结制备成气敏元件.测试所得的气敏元件对丙酮、乙醇、甲苯这些VOC气体的灵敏性.实验结果表明,500℃下烧结的粉体所作成的器件,对气体具有最大的灵敏度,其原因为随着烧结温度的增加,ZnO的颗粒变大,从而限制了固体与气体的反应面积.再以TiO2材料为掺杂剂,研究掺杂后元件的气敏特性.乙醇和甲苯的最佳工作电流得到了降低,这一现象,将有助于降低器件的工作温度,这也是目前研究ZnO气体传感器主要需要解决的问题.     

水热法制备板钛矿型TiO_2纳米颗粒及其表征

采用水热法成功合成板钛矿型TiO2纳米颗粒。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、拉曼光谱仪、激光粒度分析仪对样品进行分析表征,结果表明TiO2纳米颗粒为棒状,直径约为10nm,长度约为100nm。发现所合成的样品随着反应时间,其长度有明显的增加,而直径没有明显的变化。     

纳米结构Al2O3/13TiO2涂层精密磨削的材料去除机理的研究

应用扫描电镜对纳米结构Al2O3/13TiO2(n-Al2O3/13TiO2)涂层精密磨削后的表面/亚表面形貌进行观察和分析,结合对n-Al2O3/13TiO2精密磨削的单颗磨粒磨削力、磨削力分力比和比磨削能的磨削实验结果的分析,揭示了n-Al2O3/13TiO2涂层精密磨削的材料去除机理.研究表明,在大多数磨削条件下,n-Al2O3/13TiO2陶瓷涂层磨削的材料去除机理主要是以材料碎裂和材料压碎等脆性去除方式为主,同时也存在一定的材料粉末化以及极少的显微塑性变形等方式.研究结论对纳米结构陶瓷涂层的工业化应用具有重要的理论和实用价值.     

阳极氧化法制备TiO_2薄膜的力学性能与摩擦磨损性能

在不同的电解液体系中,利用阳极氧化法在TC4钛合金基体上制备了不同形貌的TiO2薄膜,分析了电解液体系及电压对薄膜形貌的影响;测试了薄膜的显微硬度、弹性模量和摩擦磨损性能。结果表明:TiO2薄膜的形貌与电压、电解液密切相关,电压过小或过大时薄膜形貌呈非纳米管结构,在HF溶液及含F-的无机电解液中,电压在10~20V时,薄膜形貌呈有序的纳米管状;在含F-的有机电解液中,当电压为40V时,薄膜呈纳米弹簧结构;非纳米管结构薄膜的显微硬度大,弹性模量高,耐磨性不佳;纳米管的管径与壁厚的比值越小,薄膜的力学性能和耐磨性越好;纳米弹簧状薄膜的显微硬度和弹性模量皆较小,摩擦因数高,磨损量大。