空间部件表面Ti/MoS_2润滑涂层性能研究

采用中频非平衡反应磁控溅射法分别在单晶硅P(111)及钛合金基材表面制备了Ti/MoS_2复合涂层。采用原子氧辐照模拟装置考察涂层在原子氧辐照环境的抗氧化性能。利用高真空摩擦试验机分析涂层在原子氧辐照前后的摩擦学性能,并探讨了Ti掺杂对涂层的结构和摩擦学性能的影响。结果表明:Ti/MoS_2复合涂层结构致密,涂层(002)的晶粒取向使其具有低的摩擦系数。Ti元素掺杂提高了涂层的抗氧化性,摩擦产物较少使其在真空环境和原子氧辐照环境下具有优异的耐磨性能。将其用在空间部件表面可显著提高部件抗氧化能力及摩擦磨损性能,从而提高部件空间使用寿命。     

真空-紫外辐照对SiO2/MoS2/酚醛环氧树脂涂层摩擦学性能的影响

为了研究真空-紫外辐照对润滑涂层的影响,采用地面模拟装置对添加SiO2前后的MoS2/酚醛环氧树脂涂层进行辐照,考察了辐照前后涂层的摩擦学性能.结果表明,真空-紫外辐照使涂层的摩擦系数、耐磨性分别呈降低、增强趋势.此外,SiO3的添加在一定程度上提高了复合涂层的摩擦学性能和抗紫外辐照性能.     

FeCrBSi/FeS层真空辐照环境下的组织结构与摩擦学性能研究

采用超音速等离子喷涂+低温离子渗硫技术在45#钢基体上制备了FeCrBSi/FeS复合涂层,考察了该复合涂层在大气、真空、原子氧辐照、紫外线辐照后的表面形貌、磨痕形貌及元素组成。利用真空摩擦磨损试验机分别完成了干摩擦条件下四种环境中的摩擦磨损性能测试。结果表明:复合FeCrBSi/FeS层经过原子氧及紫外线辐照后,有部分元素被氧化及化合物分解的现象,但并没有发生明显的材料性能改变以及润滑涂层的破坏。与45#钢相比,四种环境下该复合涂层均具有良好的润滑减摩效果。此研究表明,复合FeCrBSi/FeS层具有一定的抗原子氧和紫外线辐照的能力。     

纳米电刷镀In层真空辐照环境下摩擦学性能研究

采用纳米电刷镀技术在(n-Al2O3/Ni)工作层上制备了In涂层,利用扫描电子显微镜和能谱仪观察和分析了In涂层在大气、真空、原子氧辐照、紫外线辐照后的表面、磨痕形貌及元素组成.利用真空摩擦磨损试验机分别完成了干摩擦条件下大气、真空、原子氧辐照及紫外线辐照四种环境下的摩擦磨损性能测试.结果表明:金属铟在常态下具有良好...     

Al-Ti共掺杂MoS_2复合涂层润滑性能研究

采用磁控射频(RF)与磁控直流(DC)分别溅射金属铝靶,制备了润滑RF-Al-Ti/MoS_2和DC-Al-Ti/MoS_2复合涂层,并在真空条件下对制备涂层进行热处理以提高涂层耐磨损性能。结果表明,RF-Al-Ti/MoS_2复合涂层中S/Mo原子比为1.55,有利于MoS_2(002)面的形成,涂层平均摩擦系数低至0.1;由于RF-Al-Ti/MoS_2复合涂层原子沉积效率更大,导致涂层结构致密,且RF-Al-Ti/MoS_2复合涂层中Al原子含量高,有利于提升涂层抗氧化能力及耐磨损性能。对RF-Al-Ti/MoS_2和DC-Al-Ti/MoS_2复合涂层进行真空热处理,Ti和Al间扩散形成Ti-Al中间相进一步提升了涂层抗氧化性能,DC-Al-Ti/MoS_2复合涂层磨痕形貌显示其耐磨损能力得到了明显提升;经500℃处理后,RF-Al-Ti/MoS_2和DC-Al-Ti/MoS_2复合涂层平均摩擦系数分别降低至0.08和0.07。总体上,射频溅射更有利于提升Al-Ti/MoS_2复合涂层摩擦学性能。     

PTFE/MoS_2改性聚酯纤维织物复合材料摩擦性能

将各种填料加入树脂中,制备环氧树脂和聚氨酯复合材料,将树脂复合材料与聚酯纤维织物复合制备环氧/聚酯纤维织物、聚氨酯/聚酯纤维织物复合材料,采用Amsler摩擦磨损试验机考察复合材料的摩擦磨损性能,采用SEM分析磨损表面形貌,并分析其摩擦机制。结果表明:聚四氟乙烯改善环氧/聚酯纤维织物复合材料摩擦磨损性能,降低其摩擦系数,减小磨损量;MoS_2改善PU/PET复合材料摩擦磨损性能,降低复合材料的摩擦系数,减小磨损量;摩擦试验时方向对聚酯纤维复合材料的干摩擦磨损性能有一定影响,对于粘合性能好的环氧/聚酯纤维织物复合材料,偏轴方向(30°、45°和60°)上具有较低的摩擦系数和磨损率;摩擦试验时方向对酚醛聚酯纤维织物和酚醛棉纤维织物复合材料干摩擦磨损性能也有一定影响,摩擦性能与纤维性能、基体树脂性能及二者粘接性能等因素密切相关。     

环氧树脂粘接润滑涂层摩擦学特性

为研究环氧树脂粘接固体润滑涂层的摩擦磨损性能及机理,采用端面摩擦磨损试验机在干摩擦变载荷条件下进行了该涂层的摩擦磨损性能试验与分析,结果表明,试验初期涂层表面的环氧树脂与钢对偶件直接接触,减摩润滑效果不佳;随着载荷的增加与时间的延长,涂层表面逐渐形成固体润滑保护薄膜以及在对偶件表面形成转移润滑层,涂层进入稳定摩擦磨损阶段并显示出优异的减摩润滑性能;当载荷超过涂层承载能力时,涂层表面磨损加剧,直至涂层剥落、失效。     

机器关节用APS制备MoS_2/Ag基涂层的组织和摩擦性能分析

为了提高机器关节用APS制备MoS_2涂层的耐摩擦性能,通过添加Ag颗粒的方式得到MoS_2/Ag基涂层。实验测试的方式研究了不同Ag添加量对涂层微观组织和摩擦性能的影响。研究结果表明:涂层都形成了致密组织结构,只在部分区域产生了尺寸较小的微孔。涂层和基底之间形成了紧密结合的界面,并未观察到裂纹与孔隙结构。Ag粉能够与MoS_2组织形成良好的复合沉积状态。当提高温度后,涂层发生了摩擦因数减小;当Ag加入量提高后,涂层发生了摩擦系数减小。随着温度提高,添加Ag能够使涂层磨损率获得显著减小。提高Ag加入量后,形成了更光滑的磨损表面,20%Ag涂层形成了最平整磨痕组织。Raman光谱形成了Ag_2MoO_4吸收峰,受到高温作用较易发生断裂,表现出良好高温润滑特性。     

基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti薄膜摩擦磨损性能的影响EI北大核心CSCD

为揭示基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti固体润滑薄膜摩擦磨损性能的影响规律,并探究其摩擦磨损机理,采用磁控溅射方法,在不同表面粗糙度的轴承钢基体上沉积MoS_(2)/Ti薄膜。通过划痕测试仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和粗糙度轮廓仪,分别评价MoS_(2)/Ti薄膜的膜基结合力、物相成分、表面微观形貌以及表面粗糙度,并采用球-盘摩擦磨损实验研究干摩擦、固体-油复合润滑和固体-脂复合润滑条件下,MoS_(2)/Ti薄膜的摩擦磨损性能。结果表明:随着基体表面粗糙度的增加,MoS_(2)/Ti薄膜的表面粗糙度逐渐增加;薄膜中(002)_(MoS_(2))和(100)_(MoS_(2))衍射峰的强度先减弱后增加;薄膜与基体的结合性能降低。当基体表面粗糙度为0.01μm时,干摩擦条件下MoS_(2)/Ti薄膜具有良好的润滑特性,平均摩擦因数为0.101,磨痕浅且小;随基体粗糙度的升高,样品的平均摩擦因数和磨损率均是先增大后减小,薄膜的主要磨损机制由磨粒磨损转变为屑片形成和破碎。当基体粗糙度较大时(R_(a)=0.26μm),分子间相互作用的影响大于机械啮合作用。采用固体-油复合润滑,高基体粗糙度的薄膜磨损表面不再出现片层剥落现象,磨痕较浅,平均摩擦因数最高可减小19%。固体-脂复合润滑条件下,样品摩擦磨损性能较差,基体粗糙度对摩擦因数的影响不显著。     

爆炸喷涂WC-Co/MoS_2-Ni多层复合自润滑涂层的摩擦学行为

采用爆炸喷涂技术研制WC-Co/MoS_2-Ni多层复合自润滑涂层,系统研究涂层的微观结构、元素分布、结合强度和摩擦磨损性能。结果表明:在高温爆炸喷涂过程中,少量MoS_2发生氧化分解,生成SO_2气体,残留在涂层内的SO_2气体可使局部形成微小孔洞。在摩擦测试中,WC-Co涂层在预磨阶段摩擦因数迅速上升,进入稳定阶段后,摩擦因数缓慢增加;而多层复合涂层的摩擦因数在经历预磨阶段迅速上升后,很快进入稳定阶段,直至表层WC-Co涂层被磨穿后,摩擦因数开始逐渐下降。添加自润滑涂层MoS_2-Ni后,WC-Co涂层的内聚结合强度略有下降,但减摩效果显著,摩擦因数下降了约40%,耐磨性能略有提升。     

含TiO_2/SiO_2的复合涂层光活性和抗老化性能

以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯为前驱体,用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/SiO2复合物。并将其分散到醇酸树脂中制成含TiO2/SiO2的有机涂层。实验结果表明,TiO2/SiO2复合粒子比纯TiO2粒子拥有更强的光催化性能,含TiO2/SiO2的有机涂层比只含有TiO2的有机涂层具有更好的抗老化性能。     

MoS2与石墨对聚四氟蜡粘接涂层摩擦学性能的影响

利用MHK-500型环块摩擦磨损试验机分别考察了M oS2与石墨对聚四氟蜡/聚氨酯复合涂层摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜和光学显微镜观察分析了涂层磨损表面和偶件上转移膜的分布情况。研究表明,M oS2与石墨的加入使聚四氟蜡/聚氨酯复合涂层的耐磨性提高,但对摩擦系数影响较小,并且添加M oS2的聚四氟蜡粘接涂层的耐磨性要优于添加石墨的聚四氟蜡粘接涂层。同时,负荷和速度对添加M oS2与石墨的聚四氟蜡/聚氨酯复合涂层的摩擦磨损性能有很大影响。在高负荷中速条件下复合涂层具有较好的耐磨性能。     

纳米TiO2/SiO2复合薄膜修饰医用小骨元针的电化学研究

采用溶胶-凝胶法在医用小骨元针上修饰纳米TiO2/SiO2复合保护膜,研究了不同制备条件对修饰后的小骨元针在酸性和中型溶液中的电化学行为.实验发现,修饰后的小骨元针在3%NaCl溶液中的稳定性优于在1 mol/L H2SO4溶液,但是,变化规律相似.     

改性纳米氧化锆与水性聚氨酯复合涂层的防腐蚀性能

为了改进纳米氧化锆(ZrO_2)在涂料中的分散性,以丙酮为介质,用3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)对纳米ZrO_2进行了改性,并在镀锡板表面制备了改性纳米ZrO_2/水性聚氨酯(WPU)复合涂层。通过扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱、电化学测试、盐雾腐蚀、附着力测试等技术,研究了WPU与不同含量改性纳米ZrO_2复合涂层的防腐蚀性能。结果表明:改性纳米ZrO_2的含量为0.2%(质量分数)时,在WPU中的团聚现象消失,分散性良好,该复合涂层具有优良的耐蚀性和较大的附着力。     

不同氧氩比例对氧化硅(SiO2)薄膜的结构及性能的影响

在不同氧氩比例气氛下,采用反应直流磁控溅射方法制备了SiO2薄膜.利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）和紫外可见光谱（UV-Visible spectrum）等研究了氧氩比例的不同对SiO2薄膜的晶体结构、化学配比、表面形貌和光学性能的影响.结果显示：室温下,不同氧氩比例的SiO2薄膜都为非晶结构;随着氧分量的增加,Si2p与O1s向高结合能方向移动;在氧分量较大的气氛下,SiO2薄膜的化学失配度较小,薄膜均匀,致密,在400-1100nm有良好的光透过性.     

Cu-Sn-P-ZnCr2S4(CdCr2S4)纳米复合镀层的性质和组成研究

为了获得耐蚀性能优异的复合化学镀层,利用中性化学复合镀技术,在A3碳钢片表面制备了金黄色光亮致密的Cu-Sn-P-ZnCr2S4和Cu-Sn-P-CdCr2S4纳米复合化学镀层.用扫描电子显微镜(SEM)观察了镀层外貌;以称重法测定厚度;通过5%NaCl溶液、1%H2S气体加速腐蚀试验、抗粘性试验及室温氧化试验等多种手段测定了其性能;用X射线光电子谱(XPS)及俄歇电子能谱(AES)测定了其价态及组成.结果表明:Cu-Sn-P-ZnCr2S4(CdCr2S4)纳米复合材料镀层的性能优于Cu-Sn-P合金镀层,复合镀层Cu-Sn-P-ZnCr2S4中,各原子百分数(%)约为: Cu 68.00,Sn 3.50,P 6.90,Zn 2.10,Cr 4.20, S 8.40,C 6.80;Cu-Sn-P-CdCr2S4中:Cu 69.00,Sn 3.30,P 5.90,Cd 2.4,Cr 4.8, S 9.60,C 4.80.Cu-Sn-P-ZnCr2S4占镀层的93.10%,Cu-Sn-P-CdCr2S4占镀层的95.00%.所得镀层耐蚀性好,耐盐水及室温氧化性能均优于Q235钢片和相近厚度的Cu-Sn-P合金镀层.     

铝材脉冲电镀Pb-WC-CeO_2复合层的电化学性能

为了探究脉冲电镀铝基Pb-WC-CeO2复合镀层的电化学性能,考察了正向脉冲参数(平均电流密度Jm、占空比r及正向脉冲工作时间ton)及温度对镀层在锌电解液中作阳极时的耐蚀性及析氧动力学参数的影响。结果表明:当Jm=120 mA/cm2,r=20%,ton=200 ms、θ=50℃时,Pb-WC-CeO2复合镀层具有较强的耐蚀性;将其用作锌电解的阳极,槽电压最小,能耗小,有最好的电催化活性,且优于直流镀层。     

TiO2-MWCNTs的制备及TiO2-MWCNTs/epoxy复合涂层性能

用混酸对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行了酸化处理,然后通过溶胶-凝胶法制备了TiO₂包覆MWCNTs（TiO₂-MWCNTs）核壳材料,并通过X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）等手段对其包覆结果进行了验证。用硅烷偶联剂KH560对TiO₂-MWCNTs及MWCNTs进行了改性,分别制备了TiO₂-MWCNTs/epoxy、MWCNTs/epoxy复合环氧涂层以及纯环氧涂层,利用EIS测试了涂层的电学性能,通过材料试验机（MTS）测定了涂层的柔韧性,用扫描电镜（SEM）观察了涂层表面形貌。结果表明：TiO₂-MWCNTs在环氧树脂中具有良好的分散性,TiO₂-MWCNTs/epoxy复合涂层对腐蚀介质具有较好的抗渗透性能;TiO₂包覆后大大增加了涂层的柔韧性。     

Ni-W-ZrO2复合镀层的制备及耐腐蚀性能

采用电沉积方法制备Ni-W-ZrO₂复合镀层, 研究了微粒的分散特性及镀液中微粒含量、 电流密度、 pH值、 温度等因素对Ni-W-ZrO₂镀层沉积速率、 显微硬度、 镀层外观的综合影响, 优化得到Ni-W-ZrO₂复合镀层的电沉积工艺为: Ni-W基础镀液中ZrO₂添加量为10g/L, pH=7, 镀液温度为60~70℃, 电流密度为15A/dm2, 所获得的镀层硬度>HV800(×9.8MPa)。通过电化学技术研究了复合镀层在3.0wt%NaCl溶液中的耐腐蚀性能, 结果表明, Ni-W-ZrO₂复合镀层有明显的钝化区间。      

Preparation and characterization of TiO2/ZnO composite coating on carbon steel surface and its anticorrosive behavior in seawater

The TiO₂/ZnO composite coatings with various atomic ratios of Ti to Zn were prepared on carbon steel surface via sol–gel process followed by thermal treatment at different temperature. The as-prepared coatings were characterized through X-ray diffraction method, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, and their anticorrosive behaviors in sterilized seawater were electrochemically assessed. The obtained coatings were quite thin even for the 8-layer samples. The thermal treatment at 500 °C led to severe oxidation of the steel substrate. The incorporation of ZnO avoided crack formation and refined the particles of the composite coatings. The electrochemical measurements of both the potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy revealed a substantial protection of the coatings for the substrate. In particular, the 8-layer TiO₂/ZnO composite coatings with atomic molar ratios of Ti to Zn of 1/1 and 1/3 after thermal treatment at 500 °C showed better anticorrosive performances than others.