多层梯度结构对TiAlSiN涂层摩擦磨损性能的影响

为提高304不锈钢耐磨损性能,采用磁过滤阴极弧等离子体沉积的方法制备TiAlSiN多层梯度涂层,研究多层梯度结构对涂层摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、纳米压痕仪和划痕仪等方法对涂层的表面形貌、物相结构以及力学性能进行表征,并通过MST-3001摩擦磨损试验仪测试不同结构涂层的摩擦磨损性能。结果表明:与TiAlSiN单层涂层相比,TiAlSiN多层梯度涂层具有更高的结合力和韧性;两种涂层的摩擦因数和磨损率都远小于304不锈钢,其中TiAlSiN多层梯度涂层具有比单层涂层更低的磨损率,磨损率由2.6×104μm3/(N·m)降至8.5×103μm3/(N·m),降低了67.8%,TiAlSiN多层梯度涂层磨痕表面光滑致密,主要磨损机制为轻微粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损的协同作用。     

非晶碳涂层在不同环境下的摩擦磨损行为研究

采用多源磁控溅射物理气相沉积法在单晶硅表面制备梯度变化的非晶碳涂层（类金刚石薄膜）,通过调整工艺参数获得厚度在1～2μm的非晶碳涂层;采用球-盘式摩擦磨损试验机探讨了非晶碳涂层在干燥空气、水润滑和油润滑环境下的摩擦磨损行为。结果表明：非晶碳涂层的摩擦因数基本保持在0．1左右,摩擦环境的变化对涂层的磨损率影响较大;非晶碳涂层在水润滑环境中的磨损率在10^-7mm^3/Nm数量级;在干燥空气摩擦环境中具有稳定的耐磨损性能,磨损率在10^-9mm^3/Nm数量级;特别在油润滑的环境下,非晶碳涂层的耐磨损性能更加优异。     

电弧喷涂铁基非晶涂层摩擦磨损性能分析

采用电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备Fe-（Cr,Ni）-（C,B）系非晶合金涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和差热分析仪对涂层的相组成、微观组织和热稳定性进行了分析,用MRH-3型高速环块磨损试验机研究涂层的干摩擦磨损行为.结果表明,涂层中含有一定量的非晶相,呈典型的热喷涂层状组织结构,孔隙率较低;涂层具有良好的热稳定性,在500℃以下使用不会发生晶化转变;涂层具有较高的显微硬度和优异的摩擦磨损性能,平均显微硬度为1 155 HV0.1,相同试验条件下,涂层的相对耐磨性能约为Q235钢的13.3倍,涂层的磨损机制主要以疲劳磨损为主.     

含硅无氢非晶碳基薄膜的摩擦磨损性能

为了研究Si掺杂对无氢非晶碳基薄膜摩擦磨损性能的影响,利用直流磁控溅射技术在单晶硅和304不锈钢基底上沉积不同Si含量的无氢非晶碳基薄膜。采用SEM、Raman光谱、纳米压痕仪等分析手段对薄膜的成分、结构和力学性能进行表征。利用球盘式往复摩擦试验机测试薄膜在无润滑条件下的滑动摩擦磨损性能。结果表明:Si掺杂能降低薄膜内应力和促进sp3杂化,高于10%的Si原子导致薄膜硬度增加。在不同湿度条件下,Si掺杂并未明显影响溅射无氢非晶碳基薄膜的摩擦因数;相反,含Si薄膜在不同测试条件下都具有较高的磨损速率。薄膜磨损速率随相对湿度增加而减小,随Si含量增加而增加;高Si含量薄膜在低湿度条件下具有明显不稳定的摩擦因数和显著增加的磨损速率。这意味着在设计和发展性能优异的无氢非晶碳基摩擦学涂层时,应充分考虑Si掺杂导致的性能损失。     

CrN涂层对中碳轴承钢摩擦磨损性能的影响

为了改善钟形壳用中碳轴承钢的耐磨性能,采用磁控溅射技术在中碳轴承钢表面制备了CrN涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机等对比分析了有无涂层的中碳轴承钢的微观形貌、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明:中碳轴承钢热处理后的组织为回火马氏体,硬度为589. 2 HV0. 5,表面沉积CrN涂层后,硬度达到了756. 9 HV0. 5。该涂层由CrN和Cr_2N相构成,结构致密,厚度约5. 891μm。在相同摩擦磨损条件下,涂层试样比无涂层试样的磨损量减少了约35. 6%。涂层试样的主要磨损机制为氧化黏着磨损,而无涂层试样则为氧化黏着磨损和磨粒磨损。     

Ni含量对Ni/AT13涂层摩擦磨损性能的影响

采用大气等离子喷涂技术在20钢表面制备Ni质量分数分别为0%、10%、30%、50%和60%的Ni/AT13复合涂层,采用QG-700型摩擦磨损试验机在室温干摩擦条件下测试了涂层的摩擦磨损性能,采用扫描电镜和XRD射线衍射仪研究了涂层的显微形貌和相组成,并研究了Ni添加量对涂层摩擦磨损性能的影响。结果表明:添加Ni后,涂层中有NiO新相生成,涂层中孔隙减少,涂层与基体的结合强度增加,显微硬度降低。涂层磨损率随着Ni含量的增加而降低,Ni的添加改善了涂层的摩擦磨损性能,其中Ni质量分数为30%时涂层摩擦磨损性能最好。     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层材料的摩擦磨损性能研究

目的通过优化涂层制备工艺,制备致密的Fe基非晶合金涂层,以提高非晶合金涂层的耐磨性。方法采用活性燃烧高速燃气超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,通过工艺优化,制备了组织致密的Fe基非晶合金涂层。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维光学轮廓仪等设备,对非晶合金涂层的组织结构、摩擦性能和磨损机制进行了深入分析。结果 Fe基非晶合金涂层呈现典型的非晶结构,涂层厚度在300μm左右,涂层的平均显微硬度值高达1000HV0.1。在干摩擦试验条件下,Fe基非晶合金涂层的磨损量远低于304不锈钢材料,磨损率是304不锈钢基体的1/3~1/2。Fe基非晶合金涂层的磨损机制以疲劳磨损为主,伴随着氧化磨损。氧化磨损主要是由干摩擦过程中产生的摩擦热导致,氧化磨损加速了片层剥落。结论 Fe基非晶合金涂层孔隙率的降低和非晶相含量的提高,有利于稳定摩擦系数和改善涂层的耐磨损性能。     

Cr、Ni对Cu50Zr42Al8非晶合金摩擦磨损性能的影响

利用铜模吸铸法制备了直径为3 mm的(Cu50Zr42Al8)99Cr1和(Cu50Zr42Al8)99Ni1大块非晶合金圆棒.在栓-盘摩擦试验机上对其非晶合金的摩擦磨损性能作了测试.结果表明,添加微量Cr以后,其在低速下的摩擦性能得到了改善,并且提高了非晶合金发生严重磨损的滑动速度;添加微量Ni后,同样改善了非晶合金在较低速度时的摩擦磨损性能,但在高速时的性能改善不明显.     

电火花沉积非晶涂层的组织结构与摩擦磨损性能

以Zr₅₅Al₁₀Ni₅Cu₃₀非晶态合金棒为电极,利用电火花沉积技术在ZL101铝合金表面制备了锆基合金涂层.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、显微硬度计和摩擦磨损实验机等对涂层的微观结构、表面形貌、显微硬度和摩擦磨损性能进行了分析测试.结果表明,沉积层表面较致密、均匀,为典型的“溅射状”花样形貌;沉积层主要由非晶、ZrO₂和Cu₈Zr₃等相组成;沉积层的平均显微硬度为1 555 HV 0.01,约为基材的15倍,摩擦系数仅为0.096,呈现出良好的减摩耐磨特性,沉积层的磨损机制主要为疲劳磨损和磨粒磨损.     

一种新型导轮材料高速摩擦磨损性能的研究

使用MMS-1G高速销盘摩擦磨损实验机,以一种正在开发的导轮材料为研究对象,通过自定的试验方案,考察了该材料在不同载荷和不同速度条件下的摩擦磨损性能.结果表明:材料的磨损率随载荷的增加和磨损速度的增大而逐渐增大;摩擦系数随载荷的增加和磨损速度的增大逐渐降低;在试验条件下,磨损机制是磨粒磨损和疲劳磨损,随载荷和磨损速度的增大,磨损机制有从磨粒磨损过渡到疲劳磨损的趋势.     

Friction and Wear Behavior of Carbon Fabric-Reinforced Epoxy Composites

Besides intrinsic material properties, weight/energy savings and wear performance play an important role in the selection of materials for any engineering application. The tribological behavior of carbon fabric-reinforced epoxy composites produced by molding technique was investigated using a reciprocating pin-on-plate configuration. It was shown that the wear rate considerably decreased (by a factor of approx. 8) with the introduction of the reinforcing carbon fabric into the epoxy matrix. It was observed that the wear rate of the tested composites increased with an increase in normal load. Moreover, the coefficient of friction for epoxy/steel and composites/steel tribo-pairs was also determined and decreased with increasing load. By means of scanning electron microscopy of the wear tracks, different wear mechanisms such as matrix wear, matrix fatigue and cracking, matrix debris formation for neat epoxy together with fabric/fiber thinning, fabric breakage and fabric/matrix debonding for the reinforced epoxy could be distinguished.     

高纯Al2O3陶瓷材料的摩擦磨损行为

对比研究了所制备的几种不同高纯Al2O3陶瓷材料在相同的试验条件下的摩擦磨损性能.结果表明,摩擦因数随成分不同而发生变化,其磨损机制以塑性变形为主,压力过大时,磨损机制由塑性变形转变为脆性断裂.Al2O3陶瓷材料中增加一些改性材料并保证材料表面光滑平整,对提高耐磨性是有利的.     

大块非晶合金摩擦磨损性能研究现状与发展

简要介绍了大块非晶合金及材料摩擦磨损性能的特点,从摩擦系数、磨损特征、摩擦形式上综述了大块非晶合金摩擦磨损基本问题、热处理对大块非晶合金摩擦磨损性能影响的研究现状,并对其发展趋势进行了展望.     

吕孟合金及其复合材料的滑动摩擦磨损性能

在M-2000型磨损试验机上分别对铝锰基复合材料、铝锰合金与纯铝试样在有、无腐蚀液体条件下的滑动摩擦磨损性能进行了研究,并用LED-1430VP型扫描电子显微镜观察了试样的摩擦磨损表面进行形貌.结果表明,材料在有腐蚀液体情况下的切削磨损量明显高于无腐蚀液体时的粘着磨损量;铝锰基复合材料、铝锰合金、纯铝试样磨痕依次变深,磨屑变大;在锰含量相近的条件下铝锰基复合材料的耐磨性能优于铝锰合金.     

Low-Temperature Magnetotransport and Magnetic Properties of Cobalt-Doped Amorphous Carbon Thin Films

采用磁控共溅射方法在n型Si(100)基片上制备了一系列具有不同Co含量(x,at％)的Co掺杂非晶C颗粒薄膜,溅射温度为室温.研究了Co-C颗粒薄膜的微结构,磁输运特性及磁性能.通过优化Co含量,在低温下发现了较大的负磁电阻(MR).温度为2K、磁场为90×79.6 kA.ml时,Co含量为6.4 at％的Co-C薄膜的负磁电阻值最大,达到27.6％.随着Co含量从6.4 at％增加至16.4 at％,MR 值从27.6％逐渐减小至2.2％.电阻率ρ随温度T的变化曲线显示了线性的lnρ-T1/2关系,说明样品中电子传导遵循隧穿输运机制.     

B4C/Al复合材料摩擦磨损特性研究

利用无压烧结和无压浸渗工艺制备了致密均匀的B4C/Al复合材料,通过研究复合材料在保温处理前后的组织变化和磨损形貌变化,研究了复合材料的摩擦磨损特性.结果表明,保温处理可有效减少复合材料中Al和B4C的含量,并显著提高Al3BC的含量,并形成新的陶瓷相AlB2相.由于陶瓷相的增多,保温处理后的B4C/Al复合材料的硬度得到显著提高,摩擦因数更为稳定,磨损表面较光滑,磨损量极少,显示出优异的耐磨性.     

不同载流条件下Cu-Ag-Cr合金导线的摩擦磨损行为

载流条件下材料的摩擦磨损行为探究对于铜合金架空导线、电极电刷以及继电器触头等的实际使用具有重要意义。在自制摩擦磨损试验机上,以黄铜为对磨材料,对真空感应熔炼制备的Cu-4Ag-0.8Cr合金导线进行载流摩擦磨损试验。采用电子天平、扫描电子显微镜等对合金载流磨损率、磨损表面形貌及载流磨损机理予以分析。结果表明,电流在0~6 A范围内,随着电流的增加,合金导线的磨损率和温度均在增大。随着时间的延长,接触电阻由较大的初始值迅速降低,而后围绕一个中值上下波动。Cu-4Ag-0.8Cr合金导线在载流条件下的主要磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损以及电侵蚀磨损。     

Friction and Wear Behavior of 30CrMnSiA Steel at Elevated Temperatures

The friction and wear properties of 30CrMnSiA steel were investigated at elevated temperature from 100 to 600 °C. Thereafter, the wear debris and worn surfaces were examined to understand the wear mechanisms. The remained debris with relatively high hardness created three-body abrasion at lower temperatures (100-300 °C). Abrasive wear prevailed at the conditions with high friction coefficients and wear rates. A significant change in friction and wear behavior occurred at 400 °C. At the temperature of 400 °C, oxidation induced mild wear was found because of the formation of load-bearing oxide film. Both the friction coefficients and wear rates of the steel were lowest at 400 °C. At the temperatures of 500-600 °C, a mild-to-severe wear transition occurred which resulted in an increase in the friction coefficients and wear rates of the steel. This is related to the decrease in the strength of matrix and hardness of worn surfaces and subsurfaces. The predominant wear mechanism is considered to be severe abrasive, adhesive wear and a fatigue delamination of the oxide film.     

类金刚石碳膜的摩擦学性能及摩擦机制

类金刚石碳膜作为低摩擦系数的固体润滑耐磨层越来越受到重视,但其摩擦学行为强烈地依赖于试验条件和膜的本质,而膜的本质又依赖于制备工艺。本文概述了不同工艺方法制备的类金刚石碳膜的摩擦学性能,介绍了气氛、湿度、载荷及滑动速度等试验条件对其摩擦学行为的影响,对提出的不同摩擦机理进行了总结和讨论。     

碳管对Ni-P镀层摩擦磨损特性的影响

用电刷镀工艺制备了碳管加入量分别为0、0.5、1、2g/L的Ni-P/CNT复合镀层,取其一半进行400℃×1h热处理,从而获得晶态Ni-P/CNT复合镀层.然后对以上二种复合镀层的摩擦磨损特性进行研究.结果表明:碳管的加入减小了镀层的摩擦系数和磨损质量损失,而且碳管加入量越大,摩擦系数和磨损质量损失越小;即使在重摩擦条件下(高的载荷×滑动速度),摩擦系数和磨损质量损失增加幅度不大或基本保持不变.非晶镀层在低载低速磨损中以犁削磨损机制为主,而高载高速时以粘着机制为主;晶态Ni-P镀层主要是脆性剥落,而晶态碳管复合镀层主要是表层塑性变形和微犁削.