碳纳米管和碳化硅对铜混合纳米复合材料显微组织和干滑动磨损行为的影响（英文）

研究了多壁碳纳米管和碳化硅包覆铜增强铜基混合纳米复合材料的显微组织和摩擦性能。碳纳米管含量为1%~4%,碳化硅含量固定在4%。铜杂化纳米复合材料的合成过程包含球磨、冷压、烧结,随后热压。对混合纳米复合材料进行了密度、晶粒尺寸和硬度测试。在不同载荷条件下,在销-钢盘摩擦仪上采用干滑动磨损评估纳米复合材料的摩擦性能。结果表明,与纯铜相比,混合纳米复合材料的晶粒尺寸明显减小,4%碳纳米管增强杂化纳米复合材料的显微硬度提高了80%。混合纳米复合材料中碳纳米管含量的增加导致材料的摩擦因数和磨损率降低。     

凝固工艺参数对AlNiBi合金干滑动磨损行为的影响（英文）

对经水平定向凝固制备的Al-3%Ni-1%Bi合金(质量分数,%)铸态样品进行微磨料磨损试验,研究凝固热学参数(生长速率(V_L)和冷却速率(T_R))以及显微组织参数(晶胞间距(λ₁)和枝晶间距(λ_c))对合金耐磨性的影响。摩擦学参数为磨损量(V_w)和磨损速率(R_w)。分别利用水冷式水平定向凝固装置和固定旋转式磨球机进行凝固试验和磨损试验。结果表明,具有较细显微组织的样品具有较低的V_w和R_w值。V_w和λ₁之间的关系可以用实验数学方程表示。Bi软颗粒和Al₃Ni硬金属间化合物颗粒在更细的枝晶间分布较好,因此,具有枝晶组织比具有晶胞组织的铸态样品具有更好的耐磨性,可观察到磨损机理由粘着磨损向磨粒磨损转变。     

6061铝合金/岩粉复合材料的干滑动磨损行为(英文)

研究岩粉尺寸(10~30μm)和质量分数(5%~15%)对搅拌铸造法制备6061铝合金/岩粉复合材料密度、硬度和干滑动磨损行为的影响。在不同载荷、不同滑动速率和滑动距离条件下在销盘摩擦试验机上对复合材料进行干滑动摩擦磨损试验。采用Taguchi法进行正交试验(L27)设计,并对实验结果进行方差分析。结果表明,载荷和增强相(岩粉)尺寸是影响复合材料样品比摩损率的主要因素,其次为增强相的质量分数、滑动速率、滑动距离,且其影响程度分别为47.61%、28.57%、19.04%、9.52%和4.76%。对所得回归方程的预测精度进行实验论证,结果显示,此回归方程能用于复合材料的磨损率的预测且预测误差很小。复合材料磨损表面的SEM结果表明,以岩粉作为增强相能改善铝合金材料的耐磨性能。     

多壁碳纳米管增强铜基金属复合材料干滑动磨损行为的参数优化（英文）

利用实验、统计学及人工神经网络方法研究粉末冶金法制备的多壁碳纳米管增强铜基金属复合材料的磨损行为,并探讨多壁碳纳米管含量的影响。测定和分析复合材料样品的显微硬度,设计L16正交实验,采用销盘式摩擦计测定样品的磨损量随载荷和滑动距离的变化。结果表明:铜基金属复合材料的硬度随多壁碳纳米管含量的增加而增加。Taguchi法工艺参数优化结果表明多壁碳纳米管的引入对复合材料磨损量产生较大影响。利用ANOV统计学方法分析和验证了复合材料的抗磨损性能。多壁碳纳米管含量对复合材料磨损量的影响最大(贡献率为76.48%),其次为所加载荷(贡献率为12.18%),最后为滑动距离(贡献率为9.91%)。采用具有可变隐含节点的人工神经网络模型对复合材料的磨损过程进行模拟,所得结果的平均误差(MAE)值较低,3-7-1网络拓扑结构的适应性强,所得数据可靠。人工神经网络预测值(相关系数R值为99.5%)与ANOVA统计结果吻合良好,且能用于研究各参数对多壁碳纳米管增强的铜基金属复合材料磨损行为的影响。     

工艺参数对Al7034-T6复合材料冲蚀磨损行为的影响（英文）

采用Taguchi法预测工艺参数对不同含量SiC和Al_2O_3增强Al7034-T6复合材料冲蚀磨损行为的影响。用一种简单的工艺即搅拌铸造技术制备此混合金属基复合材料。用扫描电镜研究复合材料的表面形貌及其随加工时间的演变规律。利用基于Taguchi法的L_(16)正交实验法进行冲蚀磨损实验以确定影响磨损率的关键因素。结果表明,相对于其他参数,增强剂含量和冲击速度对此复合材料的冲击磨损速率的影响最大,且其抗磨损性能随增强剂SiC和Al_2O_3含量的增加而增强。     

Nd对Mg2Si/Al复合材料干滑动摩擦磨损行为的影响

考察了Nd对原位自生Mg2Si/Al复合材料显微组织和干滑动摩擦磨损行为的影响.结果表明,在Mg2Si增强的Al基复合材料中添加适量的稀土元素Nd,对初生和共晶Mg2Si能够同时起到良好的变质作用,初生Mg2Si的形貌由粗大的树枝状或多角形块状转变为细小的块状,而共晶Mg2Si则由粗大的片状转变为细小的片状、纤维状或点状.并且初生和共晶Mg2Si尺寸大大减小.添加Nd后复合材料的磨损率和摩擦因数均比未添加Nd的复合材料低;添加0.5％的Nd(质量分数)使复合材料的磨损机理由磨粒、粘着及疲劳的综合磨损转变为单一的轻微磨粒磨损.     

AA6061/ZrB_2原位复合材料的干滑动磨损行为(英文)

通过往铝熔体中添加K2ZrF6和KBF4制备AA6061/ZrB2原位复合材料,并对该复合材料的干滑动磨损形为进行研究。构建了一数学模型来预测该复合材料的磨损速率。采用4因素5水平的中心复合旋转设计方法来减少实验工作量。考察滑动速度、滑动距离、载荷和ZrB2质量分数这4个因素对制备的复合材料的磨损速率的影响,通过观察磨损表面形貌分析这些因素的影响。结果表明,原位生成的ZrB2颗粒改善了复合材料的磨损性能。该复合材料的磨损速率随着滑动速度、滑动距离和载荷的增加而增加。     

Mg对SiCp/Al复合材料腐蚀行为的影响

通过盐雾实验和周期浸润实验研究了Mg含量对ZL101基SiCp/Al复合材料在中性及酸性环境中的腐蚀行为.分别采用失重法、X射线衍射仪以及扫描电镜测定腐蚀速率、分析腐蚀产物的物相组成以及观察表面形貌.结果表明:加入Mg后,SiCp/Al复合材料的极化曲线出现了自腐蚀电流明显缓冲平台及钝化区,合金表面生成具有保护性的Al...     

不同氛围下AgCu-WS_2复合材料的干摩擦磨损行为（英文）

通过粉末冶金热压法成功制备出了具有不同WS_2含量的银基复合材料,并对其进行了对偶材料为银盘,湿大气、干氮气和真空条件下,载荷为5 N的球盘式摩擦磨损试验。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色谱(EDS)和X射线光电子能谱对材料的组成,磨屑及磨损表面分别进行表面形貌表征、表面元素分析和元素价键分析。研究表明,摩擦氛围对此类银基复合材料的摩擦学行为具有较大影响,在湿大气中呈现出较高的摩擦系数,而在干氮气中摩擦系数最小。进一步研究表明,摩擦环境对材料摩擦过程中润滑膜的形成具有重要影响,主要是膜的厚度与组成。此外,不同的摩擦环境下,磨粒磨损和分层是此类银基复合材料的主要磨损机制。     

真空度对TiB2/Al复合材料摩擦行为的影响（英文）

在不同真空度条件下(0.01、0.03、0.05、0.07和0.1MPa),采用销盘式摩擦磨损试验机研究气压对TiB2/Al复合材料的摩擦学行为的影响。结果表明:随着气压的增加,摩擦系数呈现下降的趋势,而磨损率变化不大。能谱分析表明,随着真空度的升高,磨损表面的Fe含量逐渐下降,与摩擦系数的下降趋势保持一致。     

纳米Al2O3颗粒含量对复合镀层组织和滑动磨损行为的影响

采用电刷镀技术在45钢表面制备了纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层，研究了纳米Al2O3颗粒在镀液中的含量对镀层的组织、力学性能和摩擦学性能的影响，并分析探讨了影响机理。结果表明，随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加，复合镀层的组织趋于细化，在含量为20g／L时复合镀层的硬度和耐磨性出现极值，其磨损机制也随之发生改变，这与纳米Al2O3颗粒在复合镀层中的含量和分布状态密切相关。     

双连续复合材料SiC/Fe-40Cr与SiC/Al2618合金干摩擦磨损行为的实验研究与数值分析(英文)

利用环环式摩擦磨损试验机研究双连续复合材料SiC/Fe40Cr与SiC/2618Al合金在滑动速度30~105m/s,载荷1.0~2.5MPa条件下的干摩擦磨损性能。实验结果表明,在较高的载荷和滑动速度下,SiCn/2618Al复合材料的磨损机制是两体磨料磨损和氧化磨损。作为增强相的连续网络结构的SiC陶瓷可避免通常发生在传统的粒子增强复合材料上的第三体磨损现象。机械混合层(MML)极大地控制了复合材料的磨损速率和摩擦系数。在进行较高的滑动速度测试时,由于机械混合层的间歇的生形和消除,复合材料表现出较高的摩擦系数和波动。为了便于有限元模型(FEM)计算,用一个连续结构单元来代表三维碳化硅结构增强铝基复合材料的微观结构。利用有限元模型(FEM)预测的复合材料磨损和应力应变数据与实验数据一致     

AZ31B镁合金及其纳米复合材料的滑动磨损行为(英文)

采用复合铸造工艺制备AZ31B镁合金及其纳米复合材料,再对所得材料在350°C进行热挤压。采用标准的销-盘式摩擦磨损试验机对AZ31B镁合金及其纳米复合材料的室温滑动磨损行为进行研究。实验条件为法向载荷10N、滑移速度0.60~1.2m/s、滑移距离2000m。采用SEM观察来研究磨损表面的磨损机理。通过构建一个线性回归模型来研究试验参数对磨销磨损率的影响。与AZ31B镁合金相比,由于增强体的作用而导致的硬度增强使复合材料表现出低的磨损率。犁削、犁沟、分层和氧化构成混合的磨损机理。     

往复挤压对AA 6061/SiC复合材料力学性能的影响（英文）

使用往复挤压(RE)方法改善铸造和粉末冶金(PM)法制备的铝基复合材料的力学性能。分别使用AA 6063铸件和AA 6061粉末作为基体,使用5%SiC(体积分数)颗粒作为增强相制备复合材料。挤压样品的硬度和晶粒尺寸随挤压道次的增加而降低,而韧性和延展性随挤压道次的增加而增加。由于挤压样品的拉伸强度降低,其伸长率增加。因此,往复挤压是一种改善金属基复合材料(MMC)力学性能的有效方法。     

干滑动速度对SiC_p/A356复合材料摩擦磨损特性的影响

借助UMT-2型摩擦磨损试验机详细研究了干滑动速度对SiC_p/A356复合材料摩擦磨损特性的影响,并用SEM、EDS和奥林巴斯激光共焦扫描显微镜观察并分析了其摩擦磨损行为。结果表明:随着干滑动速度的增加,铸态材料的磨损率增加幅度和摩擦系数曲线波动较大;T6态材料的磨损率增加幅度和摩擦系数曲线波动较小,表现出优异的耐摩擦性能。铸态材料的磨损机理主要由低速时的氧化磨损和剥离磨损转变为高速时的粘着磨损,而T6态材料主要由低速时的氧化磨损转变为高速时的剥离磨损和磨粒磨损。高速区时,铸态材料的磨损断面中出现裂纹,而T6态材料只是存在简单的磨削痕迹和颗粒脱落现象。热处理后复合材料的高温耐磨性能明显提高。     

混杂比对AZ91D纳米复合材料油润滑摩擦磨损行为的影响（英文）

使用MRS-10P型四球摩擦试验机对AZ91D镁合金及不同混杂比碳纳米管和纳米碳化硅增强AZ91D镁合金复合材料在油润滑条件下的摩擦磨损行为进行研究。在加载载荷为200~1000 N、主轴转速为380 r/min时测试AZ91D及其复合材料的摩擦因数和磨损率,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱分析仪(EDS)分析磨损表面形貌、相和元素组成,并讨论碳纳米管和纳米碳化硅的协同作用机制。结果表明,与AZ91D镁合金相比,由少量碳纳米管和纳米碳化硅混杂增强的AZ91D镁基纳米复合材料具有更好的耐磨性能和不同的磨损机理,质量分数分别为0.5%的碳纳米管和纳米碳化硅增强的AZ91D镁合金基纳米复合材料具有最好的摩擦性能。镁基混杂纳米复合材料的磨损机理为微犁沟、微切削、轻微磨粒及脱粘磨损的复合形式。     

搅拌铸造AA6061-T6/AlNp复合材料的干滑动磨损行为

以AA6061为基体、AlN颗粒为增强体,采用搅拌铸造工艺得到AA6061-T6/AlNp复合材料,研究了AA6061-T6/AlNp复合材料的干滑动磨损行为。开发回归模型来预测复合材料的磨损率。采用四因素、五水平的正交实验进行优化。实验因素包括滑动速度、滑动距离、荷载、增强体AlN颗粒的质量分数。采用SYSTAT 12软件和统计工具,如方差分析（方差分析）和t实验,验证回归模型。结果表明,开发的回归模型可以有效预测复合材料的磨损率,置信度达95%。采用回归模型,并依据磨损表面形貌分析,预测实验因素对AA6061-T6/AlNp复合材料磨损率的影响。回归模型预测结果表明,复合材料的磨损率随着增强体AlN质量分数的增加而降低,随着滑动速度、滑动距离、荷载的增加而增加。     

石墨烯/Inconel 718复合材料的力学性能和摩擦磨损行为（英文）

采用选择性激光熔化法制备石墨烯/Inconel718复合材料,并评价其力学性能和摩擦磨损性能。采用XRD、SEM和拉曼光谱技术对复合材料的显微组织进行表征。结果表明,采用选择性激光熔化法制备石墨烯/Inconel 718复合材料是合理可行的,添加石墨烯纳米片对Inconel 718合金不仅产生了显著的强化效果,而且改善了摩擦学性能。1.0%石墨烯/Inconel718复合材料(质量分数)的屈服强度和抗拉强度比未添加石墨烯纳米片的Inconel 718合金分别提高了42%和53%,而其摩擦因数和磨损率分别降低了22.4%和66.8%。石墨烯纳米片增强Inconel718合金的硬度增加以及在磨损表面形成的石墨烯纳米片保护层是导致摩擦因数和磨损率降低的直接原因。     

Taguchi统计学分析方法优化Al 7068-TiC纳米复合材料的凝固行为（英文）

采用机械合金化和热压工艺制备高强Al 7068-5%Ti C(质量分数)纳米复合材料。基于致密化的重要性和晶粒生长的影响,以获得较高抗压强度为目标,采用Taguchi统计法对制备Al 7068-5%Ti C块体纳米复合材料的热压条件进行优化。结果表明:在500 MPa和385°C下热压30 min能获得抗压强度为938 MPa、硬度为HV 265的Al 7068-TiC纳米复合材料。此外,方差分析结果表明,外加压力是影响纳米复合材料热压过程最关键的因素。各因素对纳米复合材料热压过程影响贡献率为外加压力(61.3%)、热压温度(29.53%)和热压时间(4.49%)。     

搅拌摩擦加工制备具有单一和混合表面的Al5083/CeO_2/SiC复合材料的显微组织和磨损行为（英文）

利用搅拌摩擦加工(FSP),将纳米尺寸的氧化铈(CeO_2)和碳化硅(SiC)颗粒以单独和混合形式嵌入Al5083合金基体,制备表面复合材料,并研究这些增强相对合成的表面复合层显微组织和耐磨性能的作用。在室温下用销-盘式磨损试验机检测合成的单独和混合表面复合层的磨损特性。用光学显微镜和扫描电镜观察FSPed区和磨损表面的显微组织。在熔核区可观察到显著的晶粒细化和均匀分布的增强颗粒。与基体金属相比,所有复合材料都具有更高的硬度和更好的耐磨性。其中,混合复合材料Al5083/CeO_2/SiC的耐磨性能最好,摩擦因数最低,而Al5083/SiC的硬度最高,是Al5083基体合金硬度的1.5倍。混合复合材料表面耐磨性能的提高是由于CeO_2颗粒的固体润滑效果。非复合材料中主要的磨损机制是严重的粘着磨损,当存在增强颗粒时转变为磨粒磨损和分层。