再生丝素/丝胶共混蛋白水溶液的静电纺丝

采用静电纺丝方法制备了再生丝素/丝胶共混纤维,分析了共混配比对再生丝素/丝胶水溶液流变性能和静电纺可纺性的影响,通过扫描电镜、拉曼光谱和DSC等手段研究了所得纤维的形态和微细结构及其力学性能。研究结果表明:随着溶液中丝胶含量的增加,体系的表观粘度增大,静电纺纤维的直径减小且直径分布变窄;并且丝胶的存在有利于丝素蛋白从无规卷曲或α-螺旋结构向β-折叠结构转变,由此可提高静电纺纤维的力学性能。     

石墨烯和氧化石墨烯水基润滑添加剂在镁合金冷轧中的摩擦学行为EI北大核心CSCD

选用石墨烯和氧化石墨烯作为水基润滑添加剂,对比研究两种纳米材料对AZ31镁合金在冷轧过程中的摩擦学性能的影响。采用场发射扫描电镜(FESEM)和拉曼光谱仪(Raman)对石墨烯和氧化石墨烯水基润滑液润滑条件下轧后板材表面形貌和成分进行了分析,探讨了石墨烯和氧化石墨烯作为水基润滑添加剂的润滑机理。结果表明,石墨烯和氧化石墨烯在水中最优含量为0.5%(质量分数),摩擦因数分别为0.132和0.038,磨损体积分别为23.1 mm^3和2.59 mm^3。同时氧化石墨烯水基润滑液优良的润滑性能降低了镁合金轧制过程中的轧制力,改善了轧后板材表面质量。相同测试条件下,氧化石墨烯水基润滑液的润滑性能优于石墨烯水基润滑液,主要原因是其在水中良好的分散性和在镁合金表面优异的润湿性。     

β-环糊精与油酸包合物的制备和摩擦学性能

合成β-环糊精与油酸的包合物,以包合物作为一种润滑添加剂,用四球法研究了载荷、摩擦时间及添加量对其摩擦学性能的影响,并分析了润滑机理。结果表明,在196、294和392 N载荷下,添加包合物的润滑液的摩擦系数均随时间的增加逐渐减小。在各种含量下,包合物的抗磨性能都优于β-CD和油酸的,含量为0.9%时,添加包合物的润滑液具有最佳的减摩效果。在摩擦过程中,包合物主体β-环糊精被分解,释放客体油酸,油酸通过化学吸附形成羧酸皂膜起主要润滑作用,β-环糊精的分解片段形成羟基吸附膜和碳沉积膜起辅助促进作用,二者共同作用形成的复合润滑膜具有良好的摩擦学性能。     

添加剂的复配对乳化液润滑性能的影响

将不同类的添加剂复合使用可提高乳化液的润滑性。将含硫极压添加剂RC2540分别与含氯添加剂DA8527、含磷添加剂E9600以及聚合酯类添加剂GY25复配,采用四球摩擦试验考察了添加3种复配型添加剂的水基乳化液的润滑性能,利用扫描电子显微镜(SEM)对试验用钢球摩擦表面进行微观分析,进而得出最佳复配;并采用钻削试验,比较了最佳配方的自制润滑液与国内外应用效果很好的水基润滑液lusan1308和壳牌205M的润滑性能。结果表明:5%RC2540和5%DA8527为最佳复配,此时乳化液的最大无卡咬负荷为981 N,润滑效果优于lusan1308和壳牌205M。     

远红外纳米陶瓷粉润滑油添加剂的摩擦学性能

为了研究远红外纳米陶瓷粉作为添加剂对润滑油摩擦学性能的影响,将其表面改性后添加到牌号为150SN的基础油中,利用四球摩擦试验机对比研究陶瓷粉润滑油和基础油的摩擦学性能、摩擦系数和对应钢球的磨斑直径变化以及摩擦磨损机理。结果表明:两者的摩擦系数起始阶段相差不大,后期陶瓷粉润滑油的摩擦系数大幅减小;陶瓷粉润滑油的平均摩擦系数随着陶瓷粉添加量的增加先减小后增大,陶瓷粉添加质量分数为1.0%时,平均摩擦系数达到最小,相对基础油的变化率达-31.6%;陶瓷粉润滑油的磨斑直径远远小于基础油的,当陶瓷粉的添加质量分数为1.0%时,磨斑直径最小。     

物料参数对立式搅拌釜混合性能影响的模拟

为了提高无挡板立式搅拌釜的混合性能,应用自主开发的离散元软件研究颗粒的粒径、密度以及颗粒间的摩擦系数对搅拌釜混合性能的影响,采用接触数法评价颗粒的混合度并结合颗粒的空间合角速度来分析颗粒的混合效果。结果表明：颗粒的粒径对混合性能影响较小,4种不同粒径组合的混合度均在0.25～0.45之间;而2种颗粒的密度差越大,混合度越小,颗粒密度一致时混合度最大;混合度随着颗粒间的摩擦系数的增大先增大后减小,当摩擦系数为0.54时,混合度最大,接近0.5。     

添加剂对羰基铁磁流变液的摩擦磨损特性的影响

采用四球摩擦磨损试验机考察了羰基铁磁流变液中添加剂对摩擦曲线、摩擦系数、磨斑直径、最大无卡咬负荷岛和烧结负荷如的影响，用扫描电子显微镜观察了磨痕表面形貌。结果表明，SiO2或粘土等触变剂使磁流变液的润滑性能降低。通过添加有机钼等固体润滑荆可以提高磁流变液的润滑性能，但随着负荷的增大，含各类添加剂的磁流变液的摩擦系数和磨斑直径趋于一致。磁流变液的磨粒磨损的机理主要为微观切削，表现为沟犁效应。羰基铁磁流变液的边界润滑性能主要取决于基础油的特性．     

石墨烯基水润滑添加剂研究进展

随着工业的飞速发展和人们环保意识的日益增强,传统润滑油在避免环境污染等方面越来越难以满足人们的使用要求,而环境友好型润滑剂成为摩擦学研究的重要方向.水基润滑剂具有成本低、冷却性能优、可生物降解和安全性能好等优点,是一种典型的绿色环保型润滑剂,既可以满足生态环境保护的使用要求,又可以满足某些特殊环境的使用需求.但在实际应用中,需要引入纳米添加剂来解决水介质的运动黏度小、润滑性能有限和易腐蚀等问题.石墨烯基材料是一种具有优异力学性能的片层结构纳米材料,且片层之间的滑动属于超润滑滑动,作为水基润滑添加剂使用潜力巨大.然而,石墨烯是由类苯环为单元组合而成的稳定结构,片层之间存在强烈的π-π相互作用,在水基介质中很容易产生聚集沉淀.因此,近年来许多学者开始采用不同的方法对石墨烯基材料进行功能化修饰,逐渐发现修饰后的石墨烯基材料在水基溶液中具有较好的分散稳定性,并且保持石墨烯原有的力学和润滑性能,作为添加剂显著提升了水基介质的润滑性能.本文归纳了目前石墨烯面向水润滑潜在应用的常用改性方法:(1)利用氧化石墨烯等片层上的含氧基团作为"锚固点"与修饰分子发生化学反应的共价键功能化修饰;(2)利用修饰分子与石墨烯基材料之间的π-π相互作用、离子相互作用和氢键等作用力进行结合的非共价键功能化修饰;(3)对石墨烯基材料进行尺寸调控.修饰后得到的石墨烯基水润滑添加剂能够有效降低工件间的摩擦系数和磨损率,并提高水基润滑剂的缓蚀效率.但是,石墨烯基材料作为水基润滑添加剂使用,其在水中达到长期的分散稳定性还具有一定的挑战性.并且目前所采用的多为油基润滑剂的评价体系,缺少对其冷却性能和生物降解性的测试标准与方法,因此需要建立一套针对石墨烯基水润滑添加剂的完整、系统的评价体系.     

不同调制周期的TiSiN/TaVN纳米多层膜的结构及性能

为了探究调制周期对TiSiN/TaVN纳米多层膜性能的影响,使用磁控溅射仪在304不锈钢和硅片上沉积TiSiN/TaVN纳米多层膜,采用X射线衍射仪、扫描电镜、纳米压痕仪、划痕仪、表面性能综合测试仪等分析和探索不同调制周期的TiSiN/TaVN纳米多层膜的微观结构、力学性能和摩擦学性能。结果表明：TiSiN/TaVN纳米多层膜均为面心立方结构,在(111)晶面和(200)晶面呈现择优取向。随着调制周期的增大,TiSiN/TaVN纳米多层膜的硬度、弹性模量、膜基结合力等先增大后减小,摩擦系数先减小后增大。当调制周期为8 nm时,TiSiN/TaVN纳米多层膜具有优异的力学性能和摩擦学性能,硬度最高为28.79 GPa,弹性模量最大为301 GPa,膜基结合力最高为29.2 N。薄膜硬度强化的主要原因是固溶强化和交变应力场。当调制周期为8 nm时,TiSiN/TaVN纳米多层膜的摩擦系数最小值为0.14,磨损机理主要为磨粒磨损和氧化磨损。TiSiN/TaVN纳米多层膜摩擦学性能改善的主要原因之一是摩擦过程中V元素与氧气反应形成了具有自润滑性能的Magnéli相氧化物V₂     

CeO2对铁基自润滑轴承材料性能的影响

采用粉末冶金法在Fe-C-Cu自润滑轴承材料基体上添加了不同比例的CeO2,研究了CeO2加入量及压坯密度对铁基自润滑轴承材料性能的影响.通过显微组织观察、能谱分析、摩擦表面形貌观察以及滑动轴承模拟试验可知,加入适量CeO2可以活化烧结、改善组织,增大材料的径向压溃强度和表现硬度,减小摩擦系数和磨损量,以及提高力学性能和耐磨性能;加入过量CeO2会使组织中的"条状物"增多、粗化,恶化材料的性能.较高的压坯密度可以提高材料的径向压溃强度和表观硬度.磨损量略微减小或基本不变,摩擦系数有所增大,温升提高,故应针对不同使用要求,合理选择材料的压坯密度,使密度与摩擦性能合理搭配.     

Genipin交联丝素蛋白纳米纤维膜的制备与性能

利用Genipin对再生丝素蛋白进行交联改性,并通过静电纺丝法制备交联的丝素蛋白纳米纤维膜.利用场发射扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪以及拉力机等对其结构与性能进行表征与测试.结果表明,随着交联剂Genipin质量比的增加,交联度增加,静电纺丝素蛋白纳米纤维平均直径增大,标准偏差增大;Genipin交联对丝素蛋白纳米纤维结晶结构影响不大,但热性能提高;常温条件下,随着Genipin质量比从2％提高至15％,丝素蛋白纳米纤维膜的力学性能逐渐增强,质量比为10％时,其力学性能较好,拉伸强度和断裂应变分别为19.6 MPa和5.9％;随着试验温度从40℃升高到200℃,丝素蛋白纳米纤维膜的拉伸强度和断裂应变先增大然后减小,当试验温度为80℃时,其力学性能较好,拉伸强度和断裂应变分别为41.6 MPa和8.6％.     

载银抗菌剂 / LDPE 抗菌薄膜的制备与性能研究

将载银抗菌剂粉末添加到低密度聚乙烯树脂中,通过共混、吹塑等工艺,制备出了抗菌薄膜。 研究表明,随着载银抗菌剂含量的增加,抗张强度和伸长率的变化趋势为先增大再减小,透过率逐渐减小,摩擦系数则逐渐增大,透湿系数变化趋势为先减小再增大。 扫描电镜?毂砻?抗菌剂在基体树脂中分散均匀。 以金黄色葡萄球菌为指标的抗菌性能测试表明,载银抗菌薄膜具有较好的抗菌性。     

Genipin交联丝素蛋白纳米纤维膜的制备与性能

利用Genipin对再生丝素蛋白进行交联改性, 并通过静电纺丝法制备交联的丝素蛋白纳米纤维膜。利用场发射扫描电镜、 红外光谱仪、 X射线衍射仪、 热重分析仪以及拉力机等对其结构与性能进行表征与测试。结果表明, 随着交联剂Genipin质量比的增加, 交联度增加, 静电纺丝素蛋白纳米纤维平均直径增大, 标准偏差增大;Genipin交联对丝素蛋白纳米纤维结晶结构影响不大, 但热性能提高;常温条件下, 随着Genipin质量比从2%提高至15%, 丝素蛋白纳米纤维膜的力学性能逐渐增强, 质量比为10%时, 其力学性能较好, 拉伸强度和断裂应变分别为19.6 MPa和5.9%;随着试验温度从40 ℃升高到200 ℃, 丝素蛋白纳米纤维膜的拉伸强度和断裂应变先增大然后减小, 当试验温度为80 ℃时, 其力学性能较好, 拉伸强度和断裂应变分别为41.6 MPa和8.6%。     

芥酸酰胺对丁苯橡胶/顺丁橡胶汽车橡胶衬套性能的影响

将芥酸酰胺以不同份数分别加入到丁苯橡胶(SBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶中,并通过硫化特性、力学性能和摩擦系数等测试方法来表征胶料的性能。结果表明,当芥酸酰胺用量为2～10 phr时,硫化胶的摩擦系数逐渐降低,断裂伸长率、屈挠性能逐渐提高,当硫化胶中芥酸酰胺用量为10 phr时,与未添加芥酸酰胺组相比,硬度减小9.21%,压缩永久变形减小51.61%,静摩擦系数减小45.51%,动摩擦系数减小37.54%,拉伸强度减小19.84%,断裂伸长率增大36.14%,屈挠次数增大88.92%,通过橡胶加工性能分析和扫描电镜测试分析,这一结果与加入芥酸酰胺使得填料的分散性变好有关。     

石墨粒度对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用湿法工艺制备了4种不同石墨粒度的纸基摩擦材料, 利用惯量摩擦试验机研究了石墨粒度对摩擦力矩曲线和动、静摩擦系数及磨损率的影响; 并对不同压力和转速条件下动摩擦系数的变化趋势进行了研究. 利用扫描电子显微镜观察了磨损后纸基摩擦材料的表面形貌. 研究结果表明: 随着石墨粒度的减小, 制动时间增加, 摩擦力矩曲线中间部分趋于平直; 动、静摩擦系数减小, 磨损率降低. 同时, 动摩擦系数随着制动压力和转速的增加而减小. 循环制动过程中, 石墨粒度较小的试样制动稳定性较好. 随着石墨粒度的减小, 摩擦表面形成了润滑性能良好的固体润滑膜, 有利于提高材料的耐磨性能.     

Nano-ZnO添加剂对冷轧轧制液润滑性能的影响

为研究ZnO纳米粒子对轧制液摩擦学性能和轧制润滑性能的影响,制备了以ZnO纳米粒子为添加剂的水基纳米轧制液和传统轧制乳化液.通过四球摩擦学试验和四辊冷轧试验,对比研究了其摩擦学特性和轧制润滑性能,利用金相显微镜和热场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段对轧后硅钢表面的形貌和成分进行分析,并给出了ZnO纳米粒子的减摩抗磨作用机理.研究表明:随接触载荷增大,水基轧制液的μ值和轧后表面粗糙度呈现出不同于传统轧制乳化液的变化趋势;水基轧制液的ZnO纳米粒子含量为0.7%时,摩擦学性能和轧制润滑性能最好,与传统轧制液相比,极压系数PB提高8.4%,摩擦系数μ降低43%,轧后表面粗糙度Ra降低37%;颗粒状ZnO纳米粒子分布在摩擦副表面的纳米级间隙处,类似微球轴承,起支承载荷的作用,使轧制液的减摩抗磨性能提高.     

非平衡磁控溅射类金刚石碳膜的性能

用非平衡磁控溅射的方法在室温下制备了光滑、均匀、致密的类金刚石(DLC)薄膜,分析和研究了DLC膜的形貌、结构和摩擦特性.结果表明,靶工作电流对DLC膜的沉积有重要的影响.随着工作电流的增大,薄膜的沉积速率增大,薄膜中sp3键的含量增加.薄膜的摩擦系数随着工作电流的增加略有增大,在摩擦的初始阶段,摩擦系数较高,随着摩擦循环次数的增加,摩擦系数逐渐减小,并逐渐趋于稳定.     

CrSiN-Ag薄膜的制备及性能

为拓宽氮化物薄膜的应用范围、研究Ag元素的加入对CrSiN-Ag薄膜性能的影响,采用射频磁控溅射在单晶硅Si(100)和304不锈钢上制备了不同Ag含量的CrSiN-Ag薄膜,利用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、摩擦磨损仪和三维形貌仪等对薄膜的成分、微观结构、力学和不同温度下的摩擦磨损性能进行表征。结果表明:CrSiN-Ag薄膜呈面心立方(fcc)结构,Ag以晶态的形式存在于CrSiN薄膜中;随着Ag含量的增加,CrSiN-Ag薄膜的硬度先升高后逐渐降低,当Ag含量增加到6.84%(原子分数)时硬度最大,为26.55 GPa。室温时,CrSiN-Ag薄膜的摩擦系数随着Ag含量的增加而减小,磨损率随着Ag含量的增加先减小后增大;当Ag含量为6.84%时,CrSiN-Ag薄膜的高温摩擦系数随着温度的升高先增加后减小,磨损率随着温度的升高而增加。     

蛭石改性纸基摩擦材料的摩擦磨损性能研究

采用湿法工艺制备了5种不同含量蛭石表面改性纸基摩擦材料,研究了蛭石含量对摩擦力矩曲线,动、静摩擦系数及磨损率的影响;同时对循环制动过程中动摩擦系数的变化趋势进行研究。利用扫描电子显微镜观察了纸基摩擦材料磨损前后的表面形貌。研究结果表明:随着蛭石含量的增加,摩擦力矩曲线中μi和μd值先降低随后有所增加,μo变化不大;动摩擦系数先减小而后有所增大,而静摩擦系数先增大再减小,磨损率增加;动摩擦系数随着制动压力和转速的增加而减小;循环制动过程中,蛭石含量为6%时试样具有较好的制动稳定性。     

SiC颗粒增强PEEK树脂基复合材料的制备与性能EI

以纯PEEK粉,粒径为10μm的SiC粉为原料,在360℃热压制备了纯PEEK树脂和SiC体积比分别为10%,20%及30%的SiC/PEEK复合材料,并测试了材料的硬度、压缩性能、冲击性能以及摩擦磨损性能,用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的断口以及磨损表面.实验结果表明:随着SiC添加量的增加复合材料的相对密度和硬度同时下降;SiC/PEEK复合材料的强度以及韧度随着SiC颗粒添加量的增加逐渐提高,当SiC达到某一含量时可以获得最佳的综合力学性能,此后随着SiC含量的进一步增多,复合材料的脆性增大,强度急剧下降;SiC/PEEK复合材料的摩擦系数随SiC的添加先增大后减小,磨损率逐渐变大,磨损机制由粘着磨损转向粘着磨损与犁削磨损共存最后变成全部的犁削磨损.