新型碳纤维增强聚四氟乙烯复合材料在航空电机上的应用

前言 固体自润滑复合材料的应用越来越广泛,本文仅对固体自润滑复合材料CF/PTFE应用于高速伺服电机轴承的情况进行探讨。固体自润滑复合材料滑动轴承的特征是:在轴承的两相对滑动摩擦面间,没有润滑油脂的流动,其润滑靠固体材料自身来实现,这类固体润滑材料不包括涂覆料外那些在常温下是固体,在摩擦状态下室现出流体性质的材料,如石腊等。这类滑动轴承具有易起动,摩擦力小,维修方便,使用温度范围宽,耐蚀性好,能耗低,环境清洁以及不用油脂而省掉润滑系统等优点。如前西德、英国等国家已应用了固体自润滑滑动轴承的微特电机,其寿命可达到一万小时左右,而轴承的成本降低数十分之一到百分之一。在目前固体自润滑轴承材料主要分为三类:金属基自润滑复合材料,如青铜-固体润滑剂;银-固体润滑剂等;粉末冶金基自润滑复合材料-如粉末冶金青铜-浸氟塑料-固体润滑剂;非金属基自润滑受合材料,如氟塑料-增强剂-固体润滑剂等,我们多年来对多种固体润滑轴承材料在伺服电机上作了使用和寿命试验,选出了适合于作伺服电机轴承用的较为理想的材料,即碳纤维增强聚四氟乙烯固体润滑复合材料。     

梯度自润滑复合材料在不同滑动摩擦下的摩擦学特性

梯度自润滑复合材料是一种新型润滑材料,利用粉末冶金工艺设计和制备了该材料,考察了其在不同摩擦条件下的摩擦学特性,并对其摩擦磨损机理进行了分析和研究.结果表明:梯度自润滑复合材料随着复合固体润滑剂含量的增多,摩擦学性能明显改善,但润滑剂含量过高将导致材料表面硬度过低;该材料适用于高载倚下的润滑部件;脂润滑条件下,复合固体润滑剂与润滑脂结合在摩擦面上形成的膏状润滑膜使梯度自润滑复合材料的摩擦学性能显著改善;在脂润滑高载荷条件下,梯度自润滑复合材料的磨损主要发生在磨损初期,之后磨损极小,摩擦系数也趋于减小.     

TiB_2/WC/h-BN自润滑陶瓷材料的制备及力学性能

通过添加固体润滑剂h-BN,采用真空热压烧结工艺制备TiB2/WC/h-BN自润滑陶瓷材料,对其密度和力学性能进行测试,并采用XRD和SEM对材料的物相和显微结构进行分析。结果表明:TiB2/WC/h-BN自润滑陶瓷材料的相对密度为97.5%,抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别为652MPa、4.5MPa·m1/2和14.8GPa。片状结构的固体润滑剂hBN颗粒保存完整,分布均匀,而且可有效抑制基体TiB2晶粒的长大。材料的断裂模式是穿晶/沿晶断裂的混合型,以穿晶断裂为主。材料的增韧机理以裂纹偏转和裂纹桥联为主。TiB2/WC/h-BN自润滑陶瓷材料的摩擦因数低于0.3,与其他添加h-BN的自润滑陶瓷材料相比,具有良好的力学性能和摩擦性能。     

镀镍石墨/NiCrW合金复合材料的微观组织和摩擦学性能

为了提高NiCrW基合金的摩擦磨损性能,采用化学镀法制备出了镀层厚度均匀且致密的镀镍石墨,分别以纯石墨和镀镍石墨为润滑剂,NiCrW合金粉为基体材料,通过粉末冶金工艺制备出了力学性能较高且具备较好自润滑性能的镍合金基自润滑复合材料并就不同含量镀镍石墨对材料微观组织及摩擦学性能的影响进行了研究.结果 表明:镀镍石墨由于在...     

相变可控的复合导电自润滑材料的加热特性

研制了相变可控的复合导电和自润滑材料，它是以低密度聚乙烯－炭黑为导电基材，加入固体润滑剂聚四氟乙烯、石墨和Ekonal（聚苯酯的商品名）构成。固体润滑剂的加入降低了材料的电阻率，以加入Ekonal降低幅度最大。该材料具有反复多次的加热性能，加热电压升高，升温速率加快，经历一个升温速率变化较小的平台期之后，升温速率又加快。台架实验表明，相变可控的复合导电自润滑材料可有效地减少表面的咬合。     

聚酰胺-酰亚胺树脂自润滑复合涂料的研制及性能

聚酰胺-酰亚胺树脂(PAI)具有优异的耐磨性能和粘结性能,以PAI为基体,添加固体润滑剂MoS2和聚四氟乙烯PTFE、BYK-163型分散剂、EFKA-3772型流平剂,制备了一种耐磨、耐蚀的PAI自润滑复合涂料。利用MRH-3G摩擦磨损试验机研究了不同固体润滑剂用量对涂层摩擦磨损性能的影响,采用金相显微镜和扫描电镜(SEM)观察涂层摩擦磨损前后的表面形貌。结果表明:当PAI自润滑复合涂料中MoS2含量为30%(质量分数)、PTFE含量为6%(质量分数)时,以其制备的PAI自润滑复合涂层致密性强,孔隙率少,耐腐蚀性强,摩擦磨损性能最佳,涂层其余理化性能也最佳。     

浸渗型TiC/FeCrWMoV金属陶瓷高温自润滑特性及其润滑机理

采用熔融固体润滑剂和微孔金属陶瓷预制体的真空压力浸渗复合技术,制备出浸渗型互穿网络结构TiC/FeCrWMoV系高温自润滑复合材料。利用XP型高温摩擦磨损试验机考察其摩擦磨损性能,运用扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(EDXA)和X射线衍射(XRD)分析磨损表面成分、形貌和结构,探讨了该材料的高温自润滑机理。结果表明:高温摩擦磨损过程中,浸渗于复合材料微孔中的固体润滑剂扩散析出,并在摩擦表面形成含有PbWO4、PbO、SnWO4、Ag2WO4、Ag3Sn等氧化物和金属间化合物的润滑膜是其在高温下具有良好自润滑性能的主要原因;摩擦界面的微孔结构是影响浸渗复合式高温自润滑材料摩擦过程中润滑膜完整性的主要因素。Pb-Sn-RE三元系复合固体润滑剂中加入Ag元素可以防止润滑膜表层开口孔隙的封闭,有助于浸渗复合式高温自润滑复合材料孔隙中固体润滑剂的持续扩散析出,以保证摩擦磨损过程中润滑膜的持久性和完整性。     

CNTs/NbSe_2/Cu基自润滑复合材料的制备及其摩擦学性能研究

将CNTs、Se粉和Nb粉按一定化学计量比均匀混合,通过固相反应生成碳纳米管(CNTs)/NbSe2复合材料,然后以生成的CNTs/NbSe2复合材料为固体润滑相,Cu为基体相,通过粉末冶金的方法制备出了CNTs/NbSe2/Cu基自润滑复合材料。利用UMT-2摩擦磨损试验机对材料的摩擦磨损性能进行评价,结果表明NbSe2/Cu基自润滑复合材料具有较好的摩擦学性能,磨痕平滑;随着1%(质量比)CNTs的加入,CNTs/NbSe2/Cu基自润滑复合材料摩擦学性能更为优异,其磨痕更平滑。这是由于具有优异润滑性能的NbSe2和均匀弥散分布在Cu基体中的大长径比管状结构的CNTs一起起到了协同强化和减摩耐磨作用,最终导致材料的机械和摩擦学性能同时提高。     

hBN表面镀Ni对Ni-20Cr/hBN自润滑材料性能的影响

以六方BN（hBN）、NiCl_2和NaCO_3为原料,采用沉淀法制备镀镍hBN粉末,并采用粉末冶金法制备Ni-20Cr/hBN自润滑复合材料。研究了镀镍hBN粉末对Ni-20Cr/hBN复合材料密度、孔隙率、硬度、抗弯强度以及摩擦磨损性能的影响。结果表明：固体润滑剂hBN表面镀Ni可提高Ni-20Cr/hBN复合材料...     

高温固体自润滑涂层的制备及可靠性的研究进展

高温固体自润滑涂层能够在高温环境为摩擦副界面提供高性能的固体润滑膜,解决了高温环境下传统润滑油脂失效的问题,确保摩擦副在高温环境中可靠工作,并降低了能量损耗,近年来成为摩擦学领域研究的热点问题之一,并得到了快速发展。但是,在30～400℃时,诸多高温固体自润滑剂的减摩性能弱,摩擦系数较高。因此,国内外该领域科学家期望获得在30～1 000℃范围内摩擦学系数低、性能良好的高性能复合型固体自润滑涂层,其主要由基础相、润滑相和增强相组成,且它们的共同作用提供涂层在高温环境下的润滑能力。最近的研究显示,金属三元氧化物基高温自润滑涂层——主要以过渡族金属三元氧化物为基础相,由含有Magnéli同源相的二元和三元氧化物润滑材料发展而来的新型高温固体自润滑材料,逐渐成为解决高温域自润滑问题的首选材料。对此,围绕高温固体自润滑涂层的工程应用,发现其面临三个方面的挑战:(1)高性能复合固体自润滑涂层的体系设计;(2)适应复杂结构的可靠制备工艺;(3)服役期间的寿命可靠性评估。针对以上三个方面的问题,本文从高温自润滑涂层的设计体系、制备工艺发展、可靠性评估三个层面进行了综述,期望为高可靠性高温自润滑涂层的制备提供技术支持。首先是在设计体系方面,发现高温固体自润滑涂层不但要满足传统固体自润滑涂层包含基础相、润滑相和增强相及其共同作用提供自润滑的要求,还要满足高温环境的特殊要求。其次,科学家们期望获得制备高性能高温固体自润滑涂层的可靠工艺,但是均受到了工艺简便性与适应能力以及高温零部件结构表面复杂度等问题的限制,从而难以实现工程化。根据高温自润滑涂层的设计要求,在梳理介绍高温固体自润滑涂层的工艺中,发现高压高超音速喷涂技术在此领域具有一定的技术便捷性,可实现高温固体自润滑涂层的工程化。再次,分析梳理了高温自润滑涂层在服役周期内的寿命可靠性评估进展。研究发现,高温固体自润滑涂层的服役寿命逐渐从实验统计分析、应力与涂层结构之间的关联影响,向结合涂层微观界面与宏观性能的跨尺度结合的数值分析发展,这将为高可靠性高温固体自润滑涂层的制备和服役寿命评估信息化提供技术支持。     

新一代环氧润滑耐磨涂层研制与应用中需解决的若干问题

采用粘涂技术在零件表面制备固体润滑耐磨涂层的方法在润滑减摩方面有着广泛的应用,环氧润滑耐磨涂层以其独有的优势在该领域内占据主要地位.材料科学、表面技术及计算机分析技术的发展,为新一代环氧润滑耐磨涂层的研制提供了良好的基础.开发新的涂层材料、优化涂层厚度和涂层结构、完善与开发新的涂层工艺、实现固/液润滑相互促进是提高新一代环氧润滑耐磨涂层工作性能的重要途径.     

化学镀Ni-B和Ni-W-P／金刚石-（CF）n复合镀层及性能研究

针对恶劣环境下工作的雷达支撑腿需要表面耐磨、耐蚀和具有自润滑性能的要求,本文以自润滑耐磨、耐蚀复合镀层制备技术为研究目标,确定采用复合化学镀的方法,以45#钢为基体材料、Ni-B为基底合金、Ni-W-P为基质合金、添加耐磨微粒人造金刚石微粒和固体润滑刑（CF）n微粒,镀制Ni-B和Ni-W-P／金刚石一（CF）n双层复合镀层的制备工艺。实验结果表明：该工艺得到的Ni-B和Ni-W-P／金刚石-（CF）n双层复合镀层表面光亮,质感均匀,粗糙度为Ra0．2;镀层结合力良好;耐蚀性优良;经过相同次数磨损试验,磨损量仅为未镀试件的21．2％。     

涂料型La1-xSrxMnO3智能热控涂层的研究

以固相反应法制备了高纯度La0.8Sr0.2MnO3粉体,并以其为基料,磷酸二氢铝为粘结剂,采用涂覆工艺在铝基片上制备了涂料型La0.8Sr0.2MnO3热控涂层.采用XRD、EDS对La0.8Sr0.2MnO3粉体的成分进行了表征,用稳态卡计法测量了涂层在100~100℃温度区间内热辐射率随温度的变化,并测量了涂层的太阳吸收比.研究结果表明:粉体合成过程中,经过1200℃三次热处理制备的La0.8Sr0.2MnO3粉体纯度高,合成的粉体具有均匀的微米级粒径尺寸.通过适当调整浆料中La0.8Sr0.2MnO3粉体所占质量百分比,获得辐射率变化范围大于0.3的热控涂层,该性能与采用烧结工艺制备的La0.8Sr0.2MnO3陶瓷片材料在变温条件下的辐射率变化范围接近.该涂层在航天器热控技术中具有潜在的应用前景.     

磁控溅射高温固体自润滑涂层的研究与进展

近年来,高温固体自润滑涂层在许多领域得到了快速发展,尤其是磁控溅射技术制备的微纳米高温固体自润滑涂层可以满足航空领域应用中对涂层厚度、力学性能、摩擦性能的更高要求。在综合国内外大量文献的基础上,对磁控溅射方法制备的高温固体自润滑涂层的材料体系、工艺参数优化和涂层结构设计取得的进展进行了综述,通过分析涂层组成相影响机理、工艺改进措施和涂层复杂界面结构,提出未来高温固体自润滑涂层有待进一步研究的问题。     

固体自润滑涂层的研究进展

随着科学技术的发展,各种摩擦副所受到的载荷、运转速度、温度等也在急剧增加,传统的润滑油脂已不能完全满足苛刻工况下的使用要求,固体自润滑涂层是解决上述问题的有效途径之一。综述了固体自润滑涂层的材料体系、涂层结构及其制备工艺的新进展,并展望了其发展趋势。     

纳米复合镀层的研究进展

介绍了纳米复合镀层的制备、分类及耐磨减磨、耐腐蚀、耐高温、自润滑、催化、导磁导电等方面的性能,综述了近年来有关纳米颗粒在复合镀层制备过程中的沉积机理和影响因素.     

材料表面抗空蚀涂层的研究进展

空蚀现象广泛存在于海洋平台、船舶机械和能源发电等领域。这种腐蚀现象不仅造成了巨大的经济损失,也成为相关从业人员的安全隐患。本文概述了抗空蚀涂层材料技术的研究进展,重点介绍了抗空蚀金属涂层技术和抗空蚀聚合物涂层技术。最后对目前抗空蚀材料存在的问题及未来发展进行了展望。     

镍磷化学复合镀碳纳米管的摩擦磨损性能研究

利用碳纳米管作为增强相制备镍磷基复合镀层,并对其表面形貌和耐摩擦磨损性能进行了测试分析.结果表明,碳纳米管均匀地嵌镶于基体中,且端头露出,覆盖于基体表面;镀层具有优良的耐磨性和自润滑性.这是由于碳纳米管具有较高的强度和一定的自润滑性,加之以网络和缠绕形态分布于基体中,增大了复合相的粘结力,使碳纳米管在磨损时不易拨出而脱落.     

碳化硅环氧树脂涂料喷涂工艺研究

研究获得了一种溶剂型高固体含量的碳化硅环氧树脂涂料工艺配方,并总结了喷涂过程常见问题及其解决方法;重点分析了几种分散剂和活性稀释剂对涂料黏度的影响,及分散剂对涂料中碳化硅分散性的影响.结果表明,分散剂能改善涂料的粘度及碳化硅的分散性,含量20%活性稀释剂能显著地降低涂料黏度;力学性能测试表明,涂层附着力1级,弯曲强度2mm无破坏.     

Solid lubricants: a review

The fundamental mechanisms of solid lubrication are reviewed with examples from well-known solid lubricants like the transition metal dichalcogenides and diamond-like carbon families of coatings. Solid lubricants are applied either as surface coatings or as fillers in self-lubricating composites. Tribological (friction and wear) contacts with solid lubricant coatings typically result in transfer of a thin layer of material from the surface of the coating to the counterface, commonly known as a transfer film or tribofilm. The wear surfaces can exhibit different chemistry, microstructure, and crystallographic texture from those of the bulk coating due to surface chemical reactions with the surrounding environment. As a result, solid lubricant coatings that give extremely low friction and long wear life in one environment can fail to do so in a different environment. Most solid lubricants exhibit non-Amontonian friction behavior with friction coefficients decreasing with increasing contact stress. The main mechanism responsible for low friction is typically governed by interfacial sliding between the worn coating and the transfer film. Strategies are discussed for the design of novel coating architectures to adapt to varying environments.