固化对水性环氧粘结固体润滑涂层理化及摩擦学性能的影响

为了确定水性环氧粘结固体润滑涂层的最佳固化条件,采用MFT-R 4000型往复摩擦磨损试验仪评价了不同固化条件对其摩擦学性能的影响,用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和示差扫描量热法(DSC)表征手段,确定了体系的最佳固化条件.结果表明:固化条件不同,涂层的摩擦学性能差异很大;水性粘结剂与水性固化剂的最佳质量比为2:1,最佳固化温度为75℃,最佳固化时间为2 h;以最佳条件制备的水性环氧粘结固体润滑涂层具有优异的理化性能和摩擦学性能,摩擦磨损寿命比传统的有机溶剂型粘结固体润滑涂层约长30%.本研究为制备高性能环保型粘结固体润滑涂层提供了可能.     

类金刚石碳膜高温摩擦学性能的研究进展

航空、航天、核能等高尖端技术迫切要求使用耐高温、耐磨、低摩擦的固体润滑涂层以保护金属零部件的表面,增加发动机、推进器等航空、航天等领域关键零部件的工作效率、输出功率和使用寿命。上世纪80年代国际摩擦学界根据工业和国防的需要将高温润滑涂层和耐磨材料定为摩擦学学科发展的重要研究方向之一。本文综述了近年来国内外高温工况条件下类金刚石碳膜的摩擦学性能研究成果,总结了类金刚石碳膜在高温环境下的摩擦学性能及其影响因素规律,阐述了类金刚石碳膜高温摩擦学行为的分析方法,提出了类金刚石碳膜高温摩擦学性能研究中存在的问题和未来发展的研究方向。     

硅烷KH570与聚甲基丙烯酸甲酯改性WS_2固体润滑涂层的性能

为提高WS_2固体润滑涂层的性能,先以甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(KH570)改性WS_2颗粒,再在颗粒表面以甲基丙烯酸甲酯(MMA)原位合成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行二次改性,并制备了WS_2固体润滑涂料涂层。采用扫描电子显微镜对涂层微观结构进行表征,采用摩擦磨损试验评价了固体润滑涂层的摩擦学性能,并采用数码相机观察磨痕的形貌。结果表明:KH570改性WS_2固体润滑涂层耐磨性能显著提高,摩擦系数也随KH570用量降低显著减小;MMA原位合成二次改性增加了涂层摩擦系数,但MMA与WS_2质量比为7∶50时,二次改性WS_2固体润滑涂层磨损量仅为纯WS_2涂层的31%。     

低摩擦系数固体润滑涂层研究进展

低摩擦系数固体润滑涂层在许多领域得到了广泛应用,探索新型固体润滑涂层体系及其制备技术是摩擦学研究的热点.本文综述了聚四氟乙烯自润滑涂层、二硫化钼自润滑涂层以及类金刚石薄膜作为自润滑减摩涂层的原理及其研究取得的进展,介绍了新型自润滑涂层的制备技术,同时还指出了固体润滑涂层有待进一步研究的问题.     

水润滑轴承用聚合物复合材料的摩擦学研究进展

聚合物复合材料因其优异的自润滑、高化学稳定性和减振降噪等特性而备受关注。以水作为工作介质的水润滑轴承具有环境友好、维护成本低及结构设计简单等特点,已被广泛应用于船舶、水电和化工等领域。首先总结了水润滑轴承用聚合物复合材料特性,归纳了聚合物复合材料在水润滑条件下的摩擦学性能及磨损机制,介绍了提高聚合物复合材料摩擦学性能的常规方法,并进一步探讨了材料内部结构、摩擦界面微观结构与材料宏观摩擦学特性的内在关联。指出促进水润滑聚合物-金属配副摩擦界面原位生长固体润滑特性转移膜,可弥补水膜润滑能力不足、显著提高配副的摩擦学性能,深入研究水润滑状态下复合材料的微观摩擦磨损机制,对于理解水润滑配副的摩擦学机理有重要的意义。     

表面修饰纳米ZnO对粘结固体润滑涂层摩擦学性能的影响

研究了硬脂酸表面改性纳米ZnO微粒对粘结固体润滑涂层摩擦学性能的影响,重点考察了硬脂酸表面改性纳米ZnO填料的质量分数对涂层耐磨性的影响.结果表明:含1%硬脂酸表面改性纳米ZnO的涂层的耐磨性最佳,而硬脂酸表面改性纳米ZnO填料对涂层减摩性能的影响不大.     

高温固体自润滑涂层的制备及可靠性的研究进展

高温固体自润滑涂层能够在高温环境为摩擦副界面提供高性能的固体润滑膜,解决了高温环境下传统润滑油脂失效的问题,确保摩擦副在高温环境中可靠工作,并降低了能量损耗,近年来成为摩擦学领域研究的热点问题之一,并得到了快速发展。但是,在30～400℃时,诸多高温固体自润滑剂的减摩性能弱,摩擦系数较高。因此,国内外该领域科学家期望获得在30～1 000℃范围内摩擦学系数低、性能良好的高性能复合型固体自润滑涂层,其主要由基础相、润滑相和增强相组成,且它们的共同作用提供涂层在高温环境下的润滑能力。最近的研究显示,金属三元氧化物基高温自润滑涂层——主要以过渡族金属三元氧化物为基础相,由含有Magnéli同源相的二元和三元氧化物润滑材料发展而来的新型高温固体自润滑材料,逐渐成为解决高温域自润滑问题的首选材料。对此,围绕高温固体自润滑涂层的工程应用,发现其面临三个方面的挑战:(1)高性能复合固体自润滑涂层的体系设计;(2)适应复杂结构的可靠制备工艺;(3)服役期间的寿命可靠性评估。针对以上三个方面的问题,本文从高温自润滑涂层的设计体系、制备工艺发展、可靠性评估三个层面进行了综述,期望为高可靠性高温自润滑涂层的制备提供技术支持。首先是在设计体系方面,发现高温固体自润滑涂层不但要满足传统固体自润滑涂层包含基础相、润滑相和增强相及其共同作用提供自润滑的要求,还要满足高温环境的特殊要求。其次,科学家们期望获得制备高性能高温固体自润滑涂层的可靠工艺,但是均受到了工艺简便性与适应能力以及高温零部件结构表面复杂度等问题的限制,从而难以实现工程化。根据高温自润滑涂层的设计要求,在梳理介绍高温固体自润滑涂层的工艺中,发现高压高超音速喷涂技术在此领域具有一定的技术便捷性,可实现高温固体自润滑涂层的工程化。再次,分析梳理了高温自润滑涂层在服役周期内的寿命可靠性评估进展。研究发现,高温固体自润滑涂层的服役寿命逐渐从实验统计分析、应力与涂层结构之间的关联影响,向结合涂层微观界面与宏观性能的跨尺度结合的数值分析发展,这将为高可靠性高温固体自润滑涂层的制备和服役寿命评估信息化提供技术支持。     

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.     

梯度自润滑复合材料在不同滑动摩擦下的摩擦学特性

梯度自润滑复合材料是一种新型润滑材料,利用粉末冶金工艺设计和制备了该材料,考察了其在不同摩擦条件下的摩擦学特性,并对其摩擦磨损机理进行了分析和研究.结果表明:梯度自润滑复合材料随着复合固体润滑剂含量的增多,摩擦学性能明显改善,但润滑剂含量过高将导致材料表面硬度过低;该材料适用于高载倚下的润滑部件;脂润滑条件下,复合固体润滑剂与润滑脂结合在摩擦面上形成的膏状润滑膜使梯度自润滑复合材料的摩擦学性能显著改善;在脂润滑高载荷条件下,梯度自润滑复合材料的磨损主要发生在磨损初期,之后磨损极小,摩擦系数也趋于减小.     

环境压强对电刷镀In/Ni固体润滑涂层摩擦学性能的影响

为了探索软金属铟在真空环境中的润滑性能,用电刷镀技术在45#钢表面制备了In/Ni复合固体润滑涂层,并对比研究了该复合镀层在大气环境、低真空环境和高真空环境下的摩擦学性能和磨损机制。结果表明,In/Ni镀层具有良好的减摩和抗磨性能,随着环境压强的降低,In/Ni镀层的摩擦学性能明显提高,镀层的磨损机制主要为粘着磨损和疲劳磨损。分析认为,不同环境压强下镀层摩擦学性能的差异,主要与镀层的氧化和软化有关。     

层状陶瓷材料MAX相的摩擦学性能研究进展

MAX相是一类三元层状化合物,由于其同时具备金属和陶瓷的优异性能,近年来受到人们的广泛关注。MAX相的层状结构预示其将有望成为性能良好的固体润滑材料。主要介绍温度、滑动速度、载荷、对偶种类和显微结构等因素对MAX相材料摩擦磨损性能的影响,综述了MAX相材料在摩擦学方面的研究进展。     

表面织构与DLC涂层复合处理影响材料摩擦特性的研究进展

近些年来表面织构化与表面涂覆技术在提高摩擦学性能方面取得了良好的进展,有越来越多的研究将表面织构技术与涂覆技术进行融合,发现在适当的外界环境下合适的织构化参数与DLC涂层复合处理后显现出优异的摩擦学特性,两者间做到了1+1大于2的效果。表面织构化已经广泛的应用在改善材料摩擦性能等方面,然而其在干摩擦条件下可能并不能起到很好的润滑效果。DLC涂层被世间公认为是有效的固体润滑剂,它具有良好的减摩、抗磨性,但涂层却有着吸附力差的缺点,表面织构可以增大涂层与基材之间的有效结合强度,增加表面的腐蚀能力,进而可以提高涂层的摩擦学性能、腐蚀性能、生物相容性。织构化与DLC涂层的结合可以在航空、汽车、机械等领域得到广泛应用,进而提高产品的性能和可靠性。主要介绍表面织构化与DLC涂层复合改性处理后材料的摩擦磨损特性。并从织构的几何参数、实验条件、接触方式、摄入元素、涂层厚度以及仿真分析等几方面进行阐述。为帮助后续的研究方向提供参考。最后对织构与涂层复合改性方面的发展趋势进行展望。     

石墨烯基薄膜作为固体润滑材料的研究现状及展望

近年来,微型机械系统对摩擦接触表面和界面性能的要求越来越高,表界面设计与改性问题亟待解决.石墨烯自发现以来,由于具有高机械强度、超薄的厚度、原子级光滑表面及低的层间剪切力和高的化学稳定性,作为表面固体润滑材料在摩擦学领域成为研究热点.本文主要介绍了石墨烯及其衍生物薄膜材料的制备方法,作为固体润滑材料在摩擦学方面的研究现...     

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。     

2种改性聚四氟乙烯固体润滑剂的摩擦学二次转移行为

为改善聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的性能,将青铜粉(Bronze)、聚酰亚胺(PI)填充PTFE材料对其进行改性,采用冷压成型、自由烧结工艺分别制备了2种固体润滑剂,在改装的M-2000型摩擦磨损试验机上考察了2种固体润滑剂的二次转移性能;用扫描电子显微镜对上试样的磨损表面进行观察和分析。结果表明:PTFE复合材料作固体润滑剂所形成的二次转移能够改善体系的摩擦学性能,填料的加入增强了PTFE复合材料转移膜与底材的结合强度,起到了保护金属表面的作用;PTFE/Bronze比PTFE/PI的复合材料更适宜作润滑源使用。     

二硫化钼自润滑涂层性能及制备工艺的研究进展

MoS₂是过渡族金属二硫化物中的一员,其涂层材料因独特的层状结构而表现出优异的摩擦学性能。MoS₂自润滑涂层在刀具以及空间部件材料的表面减磨和保护上发挥着重要作用,但是MoS₂涂层对湿度的敏感性、附着力差以及耐磨寿命有限等问题限制了其应用。国内外学者在MoS₂涂层的摩擦学研究上做了大量工作,目前的研究重点主要是不同温度、湿度、气体介质的多环境下的摩擦学行为分析,以及通过纳米多层体系的设计实现对晶体结构的可控。本文概述了2010年以来有关MoS₂自润滑涂层材料的研究进展,主要综述了MoS₂自润滑涂层的摩擦学性能以及不同元素掺杂对其性能和结构的影响。总结了MoS₂涂层的组成结构、性能、制备工艺,并对其在表面润滑领域的研究和应用前景进行了展望。本文对MoS₂自润滑涂层的研究和工程应用具有参考意义。     

固体润滑轴承用9Cr18不锈钢离子注入与磁控溅射改性真空摩擦学研究

为了提高空间固体润滑滚动轴承耐磨寿命,采用全方位离子注入和磁控溅射技术对空间固体润滑轴承用9Cr18材料进行耐磨减摩表面改性研究。首先对9Cr18不锈钢试样表面注入N+、Ti+、Ti++N+,对离子注入后试样采用磁控溅射技术沉积MoS2-Ti薄膜。通过测试注入前后试样粗糙度及硬度,评价不同注入离子及无离子注入不同基底材料下溅射MoS2-Ti薄膜的附着力、真空摩擦学、薄膜磨损率等性能。结果表明离子注入通过提高9Cr18不锈钢基底硬度,能够提高复合改性后9Cr18不锈钢材料真空摩擦学性能20%。     

SiO_2对MoS_2/酚醛环氧树脂涂层原子氧辐照前后组成与性能的影响

为了有效降低低轨道原子氧辐照对黏结固体润滑涂层摩擦学性能的影响,满足航天器机械运动机构对空间润滑材料高可靠、长寿命的要求,在MoS_2/酚醛环氧树脂涂层中添加六甲基二硅胺烷修饰的SiO_2,制备了复合涂层,并用原子氧地面模拟装置进行辐照.分别采用X射线光电子能谱(XPS)、CSM摩擦磨损试验及扫描电子显微镜(SEM)分析了涂层原子氧辐照前后的化学组成、摩擦磨损性能及磨痕形貌.结果表明:添加SiO_2在一定程度上提高了MoS_2/酚醛环氧树脂涂层的抗原子氧剥蚀和摩擦磨损性能;添加2%SiO_2的涂层在原子氧辐照前后摩擦系数最低,耐磨性能最佳;当SiO_2添加量为1%时,涂层辐照前后的耐磨寿命最长.     

新一代环氧润滑耐磨涂层研制与应用中需解决的若干问题

采用粘涂技术在零件表面制备固体润滑耐磨涂层的方法在润滑减摩方面有着广泛的应用,环氧润滑耐磨涂层以其独有的优势在该领域内占据主要地位.材料科学、表面技术及计算机分析技术的发展,为新一代环氧润滑耐磨涂层的研制提供了良好的基础.开发新的涂层材料、优化涂层厚度和涂层结构、完善与开发新的涂层工艺、实现固/液润滑相互促进是提高新一代环氧润滑耐磨涂层工作性能的重要途径.     

空间固体润滑材料的研究现状

固体润滑材料以其蒸发率低、耐高低温、抗辐照、耐腐蚀等优点在工作于空间苛刻环境中的器械上得到了广泛的应用。综述了目前常用的层状结构物、软金属、聚合物、无机化合物和复合材料5类固体润滑材料的摩擦学特性、制备工艺和应用情况,指出了我国在空间固体润滑材料研究领域与国外先进水平的主要差距和今后的研究方向。