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。     

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。     

自润滑聚合物材料研究进展

润滑失效是导致摩擦运动零部件性能退化的主要原因,自润滑聚合物材料为解决这一问题提供了有效途径。文中综述了自润滑聚合物材料研究进展,对固体纳米粒子填充型自润滑材料、多孔自润滑聚合物材料、微胶囊型自润滑材料3种自润滑聚合物复合材料进行了介绍,重点对微胶囊型自润滑聚合物材料近年来的研究进展进行分析和总结。从自润滑机理、自润滑微胶囊化方法、芯材润滑剂及壁材的种类、自润滑聚合物材料的摩擦磨损性能、减摩耐磨机理等方面进行详细阐述,最后对自润滑聚合物材料的前景进行了展望。     

Ce~(3+)掺杂YAG透明陶瓷的制备与光性能研究

采用高纯微米级商业原料(≥99.99%)α-Al2O3、Y2O3和CeO2,用固相反应法制备了0.3at%Ce3+∶YAG透明陶瓷.粉体经行星式球磨,陶瓷素坯在1750℃真空烧结10h,真空度10-3Pa,双面抛光后,厚度为1.2mm的透明陶瓷试样在可见光区500~900nm的直线透过率可达80%左右,光学均匀性良好.荧光光谱分析表明,发射峰位于500~700nm之间,这是Ce3+的特征发射.结果表明,Ce∶YAG透明陶瓷的发光性能与相应的单晶相当,有望作为闪烁材料应用于中低能量射线(α、β粒子等)的探测.     

陶瓷基高温自润滑复合涂层的制备及摩擦学性能研究进展EI北大核心CSCD

摩擦磨损大多数情况下不利于机械设备,我国作为机械制造大国,降低摩擦磨损对工业进步及可持续发展有重大意义。陶瓷基高温自润滑复合涂层作为工业应用中常见体系之一,主要以硬质陶瓷为基体,并掺杂润滑材料作为第二相组成,使其一方面继承陶瓷相优异的高温稳定性及强度,另一方面提高在常见摩擦环境下的润滑性能,因此被广泛应用于船舶、航空航天、生物科技、高速列车等领域,受到研究人员的广泛关注与探索。本文以陶瓷基高温自润滑复合涂层为中心,首先阐述复合涂层及固体润滑材料的基本分类;其次综述不同制备方法的最新研究进展,重点关注工艺参数对制备陶瓷基高温自润滑涂层性能的影响及改善方法;然后归纳改善陶瓷基高温自润滑复合涂层表面摩擦学性能的关键因素,探讨了提升减摩耐磨性能的可行性和研究潜力;最后总结目前陶瓷基高温自润滑复合涂层存在的问题,主要有以下2点:(1)对复合涂层的物相分析仍以解释现象为主,没有完整的理论基础;(2)对不同制备工艺下复合涂层结构和摩擦学性能的改善手段较单一。因此提出相应的解决办法以及未来可能的发展方向:(1)研究陶瓷基体和不同润滑相、附加组元、高温环境的协同作用机理,建立系统的理论基础;(2)针对不同制备工艺的成型机理,重点研究工艺参数的协同作用对复合涂层微观结构形成的影响,扩展制备工艺的改善方法。     

钙钛矿型功能陶瓷两种制备方法的区别

固相反应法和草酸盐分解法是制备钙钛矿功能陶瓷的常用方法。二种方法制备的材料在粒度、气孔率、密度、成本、工艺性和电性能诸方面都存在明显的差异。当ＳｒＣＯ３分解不完全时，将影响后续烧结和性能，对性能要求较高时宜选用草酸盐分解法，但成本较高，并应消除吸潮性的影响。     

热障陶瓷涂层的最新发展

综述了现代航空发动机用热障陶瓷涂层的最新发展，着重介绍了双陶瓷层，电子束物理气相沉积（EB－PVD）和溶液等离子喷涂（SPS）纳米热障陶瓷涂层的性能和特点。     

热化学反应法制备陶瓷涂层及其耐蚀性能

为了提高Q235钢的耐腐蚀性能,采用热化学反应法在其表面制备了陶瓷涂层,并对涂层的组织结构和耐腐蚀性能进行了研究.结果表明:微米、纳米SiO_2基陶瓷涂层经600℃固化后,均生成了新物相,具有良好的致密性和结合强度;微米涂层的耐酸、耐碱、耐盐性能分别是基体的4.00,1.07,4.02倍,纳米陶瓷涂层的耐酸、耐碱、耐盐性能分别是基体的17.00,1.79,13.80倍.     

用热化学反应法制备金属陶瓷涂层工艺的研究

研究用热化学反应法在金属表面制备陶瓷涂层的工艺，并对涂层的相结构及显微组织进行分析。结果表明，采用该工艺可以在金属表面获得连续、致密且与基体结合良好的陶瓷涂层。腐蚀试验证明，采用本工艺在４５号钢表面涂覆陶瓷后可使其抗蚀性显著提高。     

电沉积生物活性陶瓷涂层技术

介绍了电沉积法（包括电泳沉积EPD和电化学沉积ECD）在Ti或Ti合金基体上制备生物活性陶瓷涂层HAP的制备工艺,评述了电沉积的主要控制参数,总结了该技术的特点并展望了其应用前景。     

金属表面热喷涂陶瓷层的防腐蚀性能研究现状与展望

金属基体涂覆陶瓷涂层后具有优异的耐腐蚀性能。从陶瓷涂层的耐蚀性、对金属基体耐蚀性的改善和提高热喷涂陶瓷涂层防腐蚀性能的后处理方法如封孔方法等方面概述了陶瓷涂层对金属基体的防腐蚀性能研究现状,在与电镀硬铬防腐蚀性能比较的基础上,指出了目前研究中存在的问题,并对未来的研究进行展望。     

高温固体润滑涂层最新研究与进展

近年来,高温固体润滑涂层在许多领域得到了快速的发展,各种新型涂层材料及其制备工艺日益成为研究的热点.在综合大量最新文献资料的基础上,对高温固体润滑涂层中的材料体系(主要包括基体材料、润滑材料、耐磨材料)、涂层结构设计、涂层制备工艺取得的进展进行了综述,指出了值得关注的材料体系和制备工艺,提出了固体润滑涂层有待进一步研究的问题.     

磨削加工对纳米结构陶瓷涂层耐磨性能的影响

对磨削加工后的纳米结构陶瓷涂层进行磨损性能试验.磨损试验首先对纳米结构陶瓷涂层Al2O3/13TiO2的圆柱形工件进行外圆磨削加工,然后将各种不同条件下磨削加工后的圆柱工件装夹到立式铣床的主轴上,进行定速、定载荷的磨损性能试验.磨损性能试验时,圆柱工件在旋转的同时与往复运动的长方形氮化硅陶瓷棒进行滑擦,在其圆柱表面形成磨损沟槽.使用扫描电子显微镜和表面轮廓仪对纳米陶瓷涂层的磨损沟槽进行观察与评定,并与传统陶瓷涂层的磨损沟槽进行对比与分析.为进一步揭示纳米陶瓷涂层的磨损机理,使用有限元法对接触区的应力场进行模拟,并分析纳米陶瓷涂层裂纹的形成与扩展.讨论了磨削工艺参数以及涂层晶粒大小对纳米结构陶瓷涂层耐磨损性能的影响.     

Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料的研究

采用热压工艺制备了Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料,测量了其力学性能.结果表明,当CaF2含量为10%(质量分数,下同)时,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料的强度和硬度最高,分别达到了589MPa和HV1537.其微观结构显示,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料的晶粒大小均匀,基体组织成网状结构,有利于提高材料的强度.对Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料室温干摩擦下的摩擦磨损行为进行了研究,当CaF2含量为10%时,摩擦系数最低,约为0.28左右,CaF2含量为15%的陶瓷反而具有较大的摩擦系数,达到了0.32左右.研究表明,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料能形成有效的减磨层,从而显著降低摩擦系数和磨损因子,具有一定的自润滑性能.     

TC4表面单道与多道搭接激光熔覆自润滑涂层微观组织对比研究

在TC4表面预制Ni60/20%WS2粉末,分别采用单道与多道搭接激光熔覆技术制备了自润滑涂层。结果表明,多道搭接激光熔覆层比单道激光熔覆层更容易产生裂纹,开裂方向与扫描方向有一定夹角。多道搭接激光熔覆层和单道激光熔覆层的主要成分相同,都生成了润滑相、硬质相,但多道搭接激光熔覆层中的硬质相和润滑相分布的密度较小且组织较粗大。多道搭接激光熔覆层的显微硬度分布在800~1 000HV0.5之间,单道激光熔覆层的显微硬度分布在950~1 150HV0.5之间,前者显微硬度偏低一方面是由于单道激光熔覆层的细晶强化作用,另外一方面是因为多道搭接激光熔覆层的硬质相分布密度较低。