羧甲基纤维素钠包覆二硫化钨固体润滑涂层的磨痕形貌与热重性能

为了改善WS_2在涂料中的分散性能,将WS_2颗粒用羧甲基纤维素钠包覆并制成涂料,气压喷涂在基体表面形成固体润滑涂层。分别采用场发射扫描电子显微镜、金相显微镜和数码显微镜对固体润滑涂层及其颗粒进行了表征;在MMW-10销-盘磨损试验机上评价了固体润滑涂层在载荷128 N,转速180 r/min,600 s条件下的摩擦磨损性能。结果表明:包覆的WS_2悬浮稳定性显著提高;固体润滑涂层的磨损量及平均摩擦系数均显著降低,磨损量由77 mg降至4 mg,摩擦系数由0.180降低至0.083,且磨痕形貌比较光滑;固体润滑涂层表现出较好的润滑性能。     

锡掺杂的氧化铟纳米粉体的表面修饰与改性

为了提高锡掺杂的氧化铟纳米粉体在有机单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)中的分散效果,采用球磨、辅助超声等方法,选用PEG4000、KH570、油酸和十八醇等作为分散剂,对纳米粉体进行表面修饰和改性.研究了分散剂种类、添加量及球磨时间对纳米粉体分散稳定性的影响.找出了在MMA单体中分散最好的纳米粉体改性工艺条件:以乙二醇为分散介质、锡掺杂氧化铟纳米粉体摩尔分数为0.1%的KH570和0.016%的一缩二乙二醇为分散剂,球磨10 h,辅助超声30 min,红外干燥.采用高分辨透射电镜(HRTEM)和红外光谱(FT-IR)等对其结构和包裹性能进行了表征,结果显示粉体粒径约为50 nm,表面被无定形分散剂所包裹,颗粒之间无明显团聚现象,分散性好.     

原位聚合制备LDPE/凹凸棒土纳米复合材料

利用超声波分散处理凹凸棒土,分别采用硅烷偶联剂KH570对其进行表面修饰和溶液聚合法在修饰后的凹土表面原位接枝聚合MMA单体,将经上述处理的凹土与LDPE(低密度聚乙烯)复合制备LDPE／AT纳米复合材料。结果表明,通过超声波分散的方法可以得到凹凸棒土纳米棒晶,凹凸棒土对MMA无阻聚作用,表面包覆的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)能有效地解决复合材料的界面粘接,提高复合材料的性能。     

建筑用6063铝合金板表面静电喷涂改性SiO2涂层的性能表征

为了提高建筑用6063铝合金板表面抗静电能力,以硅烷偶联剂KH570改性处理纳米Si O2,再以其与疏水材料粉末组成静电喷涂材料,并以静电喷涂方式在建筑用6063铝合金板表面制备涂层,测试研究涂层的组织、润湿性及结合性能。结果表明:加入KH570进行改性得到的Si O2粒径降低,KH570在水解过程中形成-OH再跟SiO2表面-OH发生缩合反应。SiO2颗粒间存在许多孔隙,该结构有助于提高试样疏水性;随SiO2添加量增加,涂层接触角先增大后降低,都大于130°,综合分析将改性SiO2含量设定在20%的最优值;摩擦次数达到50次与100次的情况下,涂层依然表现出优异疏水性能,具备较好耐磨性;在划痕末端出现大块脱落,采用静电喷涂方法可以制备得到和基体形成更强结合能力的涂层。     

硅烷偶联剂对Al-Sm_2O_3/聚氨酯复合涂层的改性及其耐润滑油性能

为了提高Al-Sm_2O_3/聚氨酯(PU)复合涂层的耐润滑油性能,采用硅烷偶联剂KH550对其进行了改性。从功能特性和力学性能角度,系统研究了复合涂层改性前后耐金吉星J600型润滑油性能的变化规律。结果表明:经KH550改性的Al-Sm_2O_3/PU复合涂层红外发射率对600型润滑油的稳定性得到了明显的增强,同等条件下的发射率明显低于未改性时的值;经KH550改性后复合涂层表面的Sm_2O_3颗粒分散更加均匀,经600型油润滑一定时间后复合涂层的表面出现了少量微孔,使涂层对1.06μm近红外光的反射率明显低于未改性涂层;改性前后复合涂层的硬度和附着力对600型润滑油均具有良好的稳定性,两者可分别保持在3 H和2级以上;经KH550改性后复合涂层的耐冲击强度比未改性的得到明显的加强,经润滑10 d后仍可达到450 N·cm。     

芳纶纤维的紫外辐照改性及硅烷偶联剂二次改性EI北大核心CSCD

采用紫外辐照和硅烷偶联剂KH570二次接枝的方法对芳纶纤维表面进行改性,研究二次改性对芳纶纤维结构及性能的影响,并测试了改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料的力学性能。结果表明,经紫外辐照改性后,芳纶纤维表面产生活性官能团,为二次接枝提供反应活性点;KH570二次接枝改性后,纤维表面活性和表面粗糙度明显改善,并在其表面引入有助于提高粘合性能的活性官能团。整个改性过程简单、高效和安全。相比于未改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料(AF/CB/NR),紫外辐照-硅烷偶联剂二次改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料(KH570-UV-AF/CB/NR)的拉伸强度、100%定伸应力、300%定伸应力、撕裂强度和H抽出力分别提升了17.1%、24.7%、22.4%、48.7%和132.1%。     

纳米TiO_2表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯及其在白色油墨中的应用

利用硅烷偶联剂γ-MPS(KH570)对纳米TiO2进行表面预处理,在此基础上通过原位聚合的方法,制备出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝包覆的纳米TiO2.运用FT-IR、XPS、TEM等测试手段对改性前后纳米TiO2进行了表征,通过紫外人工加速老化实验比较了其对白色油墨抗老化性能的影响,结果表明:KH570与纳米TiO2表面羟基发生了缩合反应,PMMA在粒子表面实现了接枝聚合,PMMA接枝包覆后的纳米TiO2亲油性增强,分散性提高,团聚减少;在改性油墨的应用中,添加质量分数为2%的纳米TiO2-g-PMMA的油墨在经过336h老化后,色差值仅为0.855,相比未改性油墨抗老化性能提高了18.6%.     

芳纶纤维的紫外辐照改性及硅烷偶联剂二次改性

采用紫外辐照和硅烷偶联剂KH570二次接枝的方法对芳纶纤维表面进行改性,研究二次改性对芳纶纤维结构及性能的影响,并测试了改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料的力学性能。结果表明,经紫外辐照改性后,芳纶纤维表面产生活性官能团,为二次接枝提供反应活性点;KH570二次接枝改性后,纤维表面活性和表面粗糙度明显改善,并在其表面引入有助于提高粘合性能的活性官能团。整个改性过程简单、高效和安全。相比于未改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料(AF/CB/NR),紫外辐照-硅烷偶联剂二次改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料(KH570-UV-AF/CB/NR)的拉伸强度、100%定伸应力、300%定伸应力、撕裂强度和H抽出力分别提升了17.1%、24.7%、22.4%、48.7%和132.1%。     

Ni-Fe-W-S刷镀层耐磨性机理研究

采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)等手段研究了代铬镀层( Ni-Fe-W-S)。在磨损前后的成分变化及价态变化,发现WS_2具有固体润滑作用,并初步 探讨了Ni-Fe-W-S合金层耐磨性的作用机理。研究表明,偏聚的W与S形成立方晶系的WS_ 2作为固体润滑剂可有效地降低摩擦系数,同时,W的偏聚使层错能降低,不易形成磨损裂纹 。     

大分子偶联剂的合成及其对SiO_2/三元乙丙橡胶复合材料性能的影响

为改善SiO2在三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料中的分散性并获得良好界面性能,通过传统自由基聚合法合成了一系列不同接枝率的大分子偶联剂,即EPDM、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)的三元共聚物。采用不同接枝率的大分子偶联剂对SiO2/EPDM复合材料进行改性。通过FTIR、1 H-NMR、TGA、DMA和SEM对三元共聚物的结构和SiO2/EPDM复合材料的性能进行研究。结果表明:添加了大分子偶联剂的SiO2/EPDM复合材料的相容性得到了显著改善,拉伸强度和撕裂强度比未经偶联剂处理的SiO2/EPDM复合材料分别提高了109.4%和44.0%;SiO2表面改性后的SiO2/EPDM复合材料的储能模量和玻璃化转变温度有所升高。     

表面修饰纳米SiO2的抗磨减磨性能研究

以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（硅烷偶联剂KH570）为改性剂,对纳米SiO2进行表面改性,并利用紫外可见分光光度计测定其在油中的稳定性,用四球试验和止推圈试验考察改性后纳米SiO2的抗磨减磨性能,结果表明,用KH570改性后的纳米SiO2在20#润滑油中有很好的分散稳定性,将其添加到润滑油中进行摩擦磨损实验,证明,摩擦系数最多可降低约45％,磨损量明显减少,并出现负磨损现象。其作为润滑油添加剂能有效提高油品的抗磨减磨性能。     

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.     

脉冲电流密度对Ni-WC/Co纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响

目前,通过脉冲电沉积制备Ni-WC/Co复合镀层的研究报道较少。为了探究Ni-WC/Co纳米复合镀层对材料表面摩擦性能的影响,采用脉冲电沉积制备Ni-WC/Co纳米复合镀层,研究脉冲峰值电流密度对复合镀层晶体结构、晶粒尺寸和硬度的影响;室温下,在MM-W1B立式万能摩擦磨损试验机上测试复合镀层的摩擦磨损性能,分析其磨损机理。结果表明:随着峰值电流密度的增加,复合镀层晶粒尺寸先减小后增大,硬度则是先增大后减小,复合镀层的摩擦系数和磨损量都是先降低后升高;当峰值电流密度为10 A/dm2时,复合镀层的平均晶粒尺寸最小,硬度最高,摩擦系数和磨损量最低,耐磨性能最佳,复合镀层表面主要呈现轻微的划痕,且磨痕较窄,无疲劳磨损。     

超音速等离子喷涂氧化铈稳定氧化锆涂层的摩擦磨损性能

目前对氧化铈稳定氧化锆涂层的研究较少,且对涂层摩擦学性能的研究不够深入。利用超音速等离子喷涂技术,在45钢基体上制备了氧化铈稳定氧化锆涂层。采用XRD、SEM及EDS等对粉料及涂层的显微结构和物相组成进行了分析;利用划痕仪对涂层的结合力进行了测试;在干摩擦条件下对涂层的摩擦磨损性能进行了测试。结果表明:涂层在基体表面铺展良好,与基体结合紧密,结合力为30 N。载荷为200 N时涂层的质量磨损率极低,且摩擦系数随载荷的增大而减小。     

纳米坡缕石润滑油添加剂对灰铸铁HT200摩擦磨损性能的影响

制备坡缕石纳米粒子添加到150N基础油的润滑油体系,在MMU-10G摩擦磨损试验机上分别对该纳米粒子润滑油体系和纯150N基础油,在混合润滑条件下的铸铁HT200试样对摩时的摩擦磨损性能进行研究,并用SEM和金相显微镜对磨损表面进行观察和分析,借助EDX测定试样表面成分的变化,探讨摩擦磨损性能变化的机理。结果表明:自制备的用KH550硅烷偶联剂球磨修饰的坡缕石纳米粒子在基础油中分散性良好,在该润滑剂润滑条件下对摩的试样表面生成了自修复膜层,其磨损量明显减小,失重量下降约25.2%,平均摩擦系数下降约32.3%。     

轮缘固体润滑剂对轮轨减摩及损伤性能影响

用MMS-2A滚动摩擦磨损试验机完成试验工作,对比干态和3种不同固体润滑剂作用工况,分析干态和3种不同固体润滑剂作用后的轮轨摩擦性能和固体润滑剂的有效作用时间,探究固体润滑剂对轮轨摩擦性能的影响;分析不同工况下轮轨表面磨损量和表面裂纹,同时对裂纹的长度、角度、深度进行统计,分析固体润滑剂作用对轮轨损伤性能影响。结果表明:固体润滑剂具备减摩润滑作用,其中1号效果最佳,将干态下的摩擦系数0.5降低到0.2左右;固体润滑剂通过降低接触界面的摩擦系数减小轮轨界面的切向摩擦力,降低轮轨表面的磨损量,其中固体润滑剂1降低车轮和钢轨的磨损量最大,分别降低95.3%和97.1%;固体润滑剂主要通过抑制疲劳裂纹的长度来抑制轮轨疲劳裂纹的生长和扩展,通过正应力挤压作用使轮轨表面疲劳裂纹开口紧闭,缓解裂纹根部分支现象,有效抑制轮轨疲劳裂纹生长与扩展行为.     

超音速火焰喷涂WC-Co与NiCr-Cr2C3涂层磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC-Co和NiCr-Cr2C3涂层,测定了涂层孔隙率、显微硬度及油润滑下摩擦磨损过程中涂层材料失重,得出涂层摩擦系数随时间的变化关系,分析了涂层摩擦磨损机理.结果表明,WC-Co和NiCr-Cr2C3涂层致密,孔隙率分别为1.29%和1.08%,显微硬度分别为1140HV0.3和950HV0.3.两种涂层均在摩擦时间25min时进入稳定磨损阶段,稳定摩擦系数均为0.1,涂层摩擦失重极小.油润滑下WC-Co涂层的摩擦磨损方式主要以为接触疲劳为主,伴随轻微的粘着磨损和磨粒磨损;NiCr-Cr2C3涂层碳化物的剥落和表面划痕较为明显,表面裂纹明显增多.     

电流密度对Ni-W合金镀层摩擦磨损性能的影响

现有的Ni-W合金镀层摩擦磨损性能研究较少涉及镀层制备条件的影响。在不同电流密度下采用脉冲电沉积法在45钢表面制备了Ni-W合金镀层,测试了Ni-W合金镀层在干摩擦及油润滑摩擦条件下的摩擦磨损性能,并观察磨损形貌,分析其磨损机理。结果表明:在干摩擦状态下,随着电流密度增加,Ni-W合金镀层的磨损量逐渐降低,但摩擦系数逐渐升高,45钢的磨损主要是黏着磨损中的擦伤磨损,Ni-W合金镀层主要为磨粒磨损,个别存在少量疲劳磨损;在油润滑摩擦状态下,随着电流密度增加摩擦系数保持稳定,磨损量逐渐降低,Ni-W镀层与45钢的磨损形式均为磨粒磨损,45钢存在少量疲劳磨损。     

Investigating the wear characteristics of engineered surfaces: low-temperature plasma nitriding and TiN + MoS x hard-solid lubricant coating

Significant progress has been made in the past decade in plasma nitriding with a majority of the research work focusing on improving hardness and wear resistance of the nitrided surface through the reduction of nitriding temperature, pressure or time. Hard-solid lubricating coatings have also been extensively studied for lowering the wear rate and coefficient of friction of traditional hard coatings such as TiN by the combined effect of hardness and solid lubrication. In this study, the wear characteristics of low-temperature plasma-nitrided steel substrate performed using a Saddle-field fast atom beam source and TiN + MoS _x hard-solid lubricant coating deposited by a closed-field magnetron-sputtering technique have been investigated. The thin hard layer in plasma-nitrided substrates exhibited much higher hardness and lower wear compared to the untreated substrate in pin-on-disc wear testing. In addition, the study of the wear track morphology of the nitrided samples evidenced significant reduction of deeper ploughing and plastic deformation due to higher hardness and load supporting of the nitrided layer. On the other hand, due to the incorporation of MoS₂ in TiN coating, the wear resistance and coefficient of friction were greatly improved in TiN + MoS _x coating compared to pure TiN coating. In contrast to TiN coating, a relatively smoother wear track with less abrasive wear also supported the beneficial effects of adding MoS₂ in TiN coating.