碳钢超疏水表面制备及其耐腐蚀性研究

通过喷砂与电刷镀相结合的方法在碳钢表面制备出未经修饰的微纳双尺度复合结构的超疏水表面。利用扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量仪、电化学工作站对表面形貌、动静态接触角以及耐腐蚀性进行观测。结果表明:采用该结合方法制备的疏水表面在晶粒簇直径为25～40μm,且分布均匀时,具有优异的超疏水性能;当制备电压在14V时,接触角达到152°,同时在自然时效状态下,试样能够长时间保持表面的疏水特性;结合方法制备的疏水表面与基底抛光表面相比,耐腐蚀性能提高。     

低含量磷片石墨填充改性PTFE复合材料的摩擦磨损性能

为了改善聚四氟乙烯高磨耗的缺点,通过冷压烧结成型工艺制备4种低含量鳞片石墨填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,探究其在较高载荷(0.8 MPa)及不同转速下的摩擦磨损情况。采用三维视频显微镜观察样品的表面磨痕深度,借助扫描电镜观察摩擦表面形貌并分析磨损机制。结果表明:在较高载荷下石墨填充PTFE复合材料的摩擦因数和体积磨损率都较纯PTFE有一定程度的降低;且当石墨填充质量分数为5%时,复合材料的摩擦因数和体积磨损率降到最低,在载荷为0.8 MPa、转速为80 r/min时较纯PTFE分别降低了19.7%和84.25%;在较高载荷下,随着石墨含量的增大,复合材料的磨损机制逐渐由犁耕磨损向黏着磨损转变,且当石墨质量分数为10%时,出现轻微的疲劳磨损。     

TC4表面等离子沉积Al2 O3/MoS2涂层及性能分析

利用阴极等离子电解沉积技术在Ti6Al4V表面制备了Al_2O_3/MoS_2减磨耐蚀复合涂层。利用XRD、SEM、DES等检测手段分析了脉冲电压对复合涂层的形貌、物相组成及涂层摩擦学/腐蚀性能的影响。结果表明,随着电压的升高,涂层中α-Al_2O_3硬质相的质量分数增加,但涂层表面粗糙度和孔径增大,导致MoS2的质量分数先增加然后下降。在干滑擦磨损试验中,300 V以下的试样摩擦系数和磨损率最低,过高电压不利于耐磨性能的提高。腐蚀测试表明涂层样品比未处理的样品具有更好的耐腐蚀性。     

加成型硅胶基防粘涂层性能研究

本文以加成型硅胶基材料为主要成膜物质,通过添加一定量的POSS和纳米SiO_2降低涂层的表面张力,得到具有防粘性能的涂层。研究了涂层的接触角、表面粗糙度和表面防粘性能,得出当POSS质量含量为3%时,接触角为92.9°,表面粗糙度值为25.2nm,此时涂层表面的防粘力达到一个较低值。随着聚氨酯胶带与涂层表面接触时间的延长,涂层表面的防粘力呈逐渐增大的趋势。     

硫酸钙晶须填充PTFE复合材料的摩擦学性能研究

用硫酸钙晶须(CSW )填充改性聚四氟乙烯(MVE),采用模压成型工艺制备不同硫酸钙晶须含量的PTFE/CSW复合材料;利用摩擦磨损试验机研究硫酸钙晶须对PTFE/CSW复合材料摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜对PM复合材料的磨损表面进行微观分析.结果表明:填充硫酸钙晶须提高PTFE复合材料的耐磨损性能,但复合材料的摩擦因数略高于纯PTFE;纯PTFE的磨损机制为黏着磨损,而PTFE/CSW复合材料的磨损机制为轻微磨粒磨损和黏着磨损共同作用.当硫酸钙晶须质量分数大于10%时,PTFE/CSW复合材料的磨损机制逐渐转变为严重的磨粒磨损.     

硬质合金表面电沉积Ni/Ni-MoS2自润滑涂层的研究

采用电沉积方法在YT14硬质合金表面制备Ni/Ni-MoS2自润滑涂层,研究电流密度、pH值、MoS2加入量对自润滑沉积速率和涂层中MoS2含量的影响.结果表明:随着电流密度、pH值、MoS2加入量的增加,沉积速率和涂层中MoS2的含量都呈现先增加,后下降的规律；电流密度达到3.5 A/dm2时,沉积速率达到最大,电流密度为2 A/dm2时,MoS2的含量最高；在pH值约为4.5时,涂层的沉积速率和涂层中MoS2的含量达到最大值；当MoS2加入量为28g/L时,沉积速率达到最大值为0.812μm/min,涂层中MoS2的质量分数达到最大值为3.26％.     

PTFE对复合镀层摩擦特性的影响

研究了PTFE添加量对Ni基电刷镀PTFE复合镀层的摩擦特性和磨损机制的影响.采用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析了摩擦前后的磨损表面的形貌、组织和成分变化.结果表明:PTFE添加量对复合镀层的组织和摩擦特性有较大的影响.当PTFE体积分数为3%和4%时,复合镀层的摩擦因数最小;当PTFE体积分数为2%时,复合镀层的耐磨性最好.在磨损面上富含PTFE复合层的形成和面积随PTFE添加量的变化影响了复合镀层的摩擦特性及其磨损机制.     

碳纳米管增强PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

以不同含量的CNTs(碳纳米管)为填料制备了PTFE基复合材料,测量其硬度,在M-2000型摩擦磨损试验机上研究其摩擦磨损行为。结果表明,CNTs能提高PTFE的硬度,CNTs/PTFE复合材料的耐磨性能明显优于纯PT-FE,当CNTs的质量分数为3%时,复合材料的耐磨性能大幅度提高。其摩擦因数随着CNTs含量的增加而加大,当CNTs的质量分数为1%时,摩擦因数随载荷的增加而减少,CNTs的质量分数为3%和5%时,摩擦因数随载荷的增加而增大。SEM观察发现:纯PTFE的断面上分布着大量的带状结构,而填充CNTs后,摩擦表面较平整光滑,表明CNTs作为填料可有效地抑制PTFE的犁削和粘着磨损。     

聚四氟乙烯填充含量对钢背超高分子量聚乙烯纤维织物复合材料摩擦学性能的影响

为改善广泛应用于船舶苛刻环境无油/脂润滑摩擦配副材料的摩擦学性能,将聚四氟乙烯（PTFE）按不同质量分数与钢背超高分子量聚乙烯纤维织物复合材料结合,研究它与45钢盘在变转速环环端面干摩擦状态下的摩擦学特性。对试验过程中摩擦因数及磨损量进行测量,利用表面轮廓仪、扫描电子显微镜与超景深显微镜对复合材料及对磨件磨损表面形貌进行了观察与分析。结果表明：所有填充PTFE的复合材料摩擦学性能均表现优异,随着PTFE含量的增加,复合材料摩擦性能变差,其中1 %（质量分数） PTFE填充复合材料综合摩擦性能最好,在试验工况下主要发生磨粒磨损,PTFE填充量较高的复合材料在高速下由于团聚及摩擦热量积聚主要经历黏着磨损与疲劳磨损。     

TiAlN涂层耦合织构固体表面润湿性能研究

根据微米级表面织构的形貌参数对比分析2种润湿模型下接触角计算公式,采用飞秒激光系统在不锈钢表面加工4种形貌的表面织构,随后在织构化表面通过物理气相沉积TiAlN涂层沉积,得到“织构+TiAlN涂层”的表面。通过实验测量涂层沉积前后、表面织构加工前后固体表面接触角,确定适用于微米级尺度的润湿接触角计算模型,并分析不同测量条件下表面织构形貌参数影响织构化表面润湿性能的作用机制。结果表明：沉积的TiAlN涂层对不锈钢表面润湿性能的影响非常有限,表面织构形貌参数对润湿性能有一定的影响;在微米级尺度上,Wenzel接触状态下的接触角计算公式更适用,其计算结果也更接近织构化表面接触角的实际测量值;单个织构的方向性和多个织构间的排列方式对润湿性能影响较大,织构的投影长度越大,接触角越小,润湿性能也越差。