微米或纳米固体粒子应用在齿轮副间的摩擦学特性

将4种分别含有微米或纳米固体粒子的磨合油应用在45号钢齿轮副磨合试验中,研究这2类粒子对齿轮磨合的影响及行为。研究中使用的2种微米粒子分别是平均粒径为10 μm的碳酸钙和100 μm的石英砂;两种纳米粒子分别是平均粒径为5 nm的金刚石和30 nm的导电炭黑;大齿轮和小齿轮未磨合前的齿面三维粗糙度分别是24.00 μm和32.97 μm。试验结果表明：微米粒子对磨合磨损的主要影响表现为磨粒磨损,且微粒的粒径越大,磨粒磨损越剧烈;纳米粒子对磨合磨损影响不大,但纳米粒子能够吸附、填充和渗入齿面,从而改观齿面形貌和改善齿面摩擦学性能。另外,在含有这2类粒子的磨合磨损中,摩擦副间都有不同程度的“负电阻”现象发生,且两齿轮的磨损率差越大,该电现象越明显。     

球形二氧化钛的制备

采用均一沉淀法 ,以尿素为沉淀剂制备粒径为 2 0nm、40nm、80nm、2 μm、3 μm的球形二氧化钛粒子 ,产物的晶体粒径为纳米级。讨论反应物用量及表面活性剂DBS对晶体粒径、粒子粒径的影响。研究表明 ,通过改变表面活性剂DBS的加入量可以在纳米级范围内控制球形粒子的粒径 ,改变反应物离子浓度可以控制微米级球形粒子粒径。     

面齿轮副齿面磨损动态响应及其典型特征分析EI北大核心CSCD

为了揭示齿面磨损对面齿轮传动的影响,提出了一种结合黏着磨损公式的面齿轮副齿面接触分析方法。通过齿面接触分析得到面齿轮副接触椭圆离散点上的相对位移及接触应力,再根据黏着磨损公式可以定量得到齿轮的磨损深度;编写了含磨损的面齿轮副齿面坐标,并在ABAQUS软件中计算了不同磨损下系统的啮合刚度;将齿面磨损等效为齿面偏差,讨论了不同磨损对静态传递误差的影响;对比了面齿轮副在正常和磨损时的动态响应,分析了转矩对磨损的影响。结果表明:齿面磨损主要影响啮合刚度和静态传递误差的幅值,并且会导致加速度与啮合力幅值的快速增长;转矩的增大会引起磨损加重;相比于无量纲统计指标,加速度均方根对于磨损故障更敏感。     

高热导率无机填料／硅橡胶复合绝缘材料的电性能

分别添加不同含量的微米Al2O3（0．5～3μm）、微米Si3N4（O．3～3μm）和纳米Al2O3（13nm）,利用共混法制备了具有不同导热性能的无机填料／硅橡胶复合材料。填料体积分数为30％时,通过改变微米Si3N4和纳米Al2O3体积比,发现微米Si3N4和纳米Al2O3共填充的硅橡胶复合材料的热导率较微米Si3...     

聚酯-纳米复合材料中无机中间相结构及分散性能

用电镜(SEM-TEM)研究几种聚对苯二甲酸乙二醇酯-无机纳米复合材料结构。结果表明，无机相呈中问相结构分布。比较纳米SiO2和微米MMTs粒子在PET基体中的分散作用与效果表明，纳米SiO2在聚合中易自聚，使PET膜的透明性变差。而结晶行为及结晶速率变化很小；MMTs片层剥离后呈无规取向，等温结晶后颗粒显著长大，它与PET复合膜的透明性比SiO2的高，结晶速率显著提高，纳米SiO2和微米MMTs粒子在PET基体中的分散过程完全相反，前者从20nm-50nm逐步聚并成100nm～200nm，后者从40μm逐步剥离成30nm～70nm。     

超细CeO2粉体在醇水混合介质中的超声分散行为

通过测定20nm、200nm、500nm和5μmCeO2粉体在醇水混合介质中的粒度分布、表面电性及分散稳定性,研究了不同粒径级别超细CeO2粉体在体积比为1∶1的醇水系悬浮液中的超声分散行为。实验结果表明:在一定超声功率和超声频率下,不同粒径级别醇水系CeO2悬浮液均存在最佳超声时间。不同粒径级别醇水系CeO2悬浮液的表面电性各不相同;纳米级和亚微米级CeO2在醇水中所带Zeta电位为正值,微米级CeO2的Zeta电位为负值,悬浮液中CeO2粉体的平均粒度越大,其电位绝对值越小。不同粒径级别醇水系CeO2悬浮液的分散稳定性能各不相同;从超声结束后的分散效果来看,亚微米CeO2粉体在醇水混合介质中的分散性能最好;从多个沉降时间段内的稳定性来看,纳米CeO2粉体在醇水混合介质中的稳定性能最好。     

炭/炭复合材料飞机刹车盘表面加工质量对其磨合性能的影响

在mm-1000试验机上对炭／炭复合材料（CCC）飞机刹车盘3组表面粗糙度不同的试样进行刹车模拟试验。以摩擦表面相对作动向运动时，摩擦表面微凸体发生弹－塑性变形、发生磨损进入磨合状态。采用Talysurf-4仪测定了CCC刹车盘磨合前后的表面形貌及其粗糙度，用SEM对磨损表面和磨粒形貌进行了研究。当刹车盘表面波度较小而表面微观粗糙度在Ra=12.5μm时，有利于在摩擦面上形成摩擦膜，使刹车副很快进入磨合状态。使用恰当的加工方法和加工精度可以缩短磨合时间的磨合刹车次数。     

基于PSO算法的斜齿轮NURBS齿面重构研究

斜齿轮被广泛应用于高速重载的传动系统中,需要通过齿轮接触分析(TCA)以及齿轮承载接触分析(LTCA)进行强度校核。针对传统的齿轮接触分析所采用的有限元几何模型精度差的问题,提出了一种四阶斜齿轮齿面非均匀有理B样条(NURBS)拟合方法,并对齿轮渐开线曲面控制点权重进行粒子群优化(PSO)。通过参数化方程生成斜齿轮齿面型值点以进行节点矢量以及齿面控制点的计算,并利用粒子群优化算法,将拟合点到理论曲面的法向投影距离的最大差值作为拟合误差,对构成齿轮的渐开线曲面控制点权重进行调整,实现更为精确的斜齿轮齿面重构拟合。在10×6的网格控制点下,所生成的斜齿轮NURBS渐开线齿面拟合误差为2.059μm,优化后可以达到1.657μm,满足齿廓总偏差2级精度要求,可以为齿轮接触分析以及齿轮承载接触分析提供精确的几何模型。     

稻壳灰显微结构的研究

采用SEM TEM(SAD)技术 ,首次揭示了稻壳灰的显微结构 :稻壳灰由纳米尺度的SiO2 凝胶粒子(～ 5 0nm)疏松地粘聚而成。稻壳灰结构中除了以往报道过的微米尺度的蜂窝孔 (～ 10 μm)外 ,还含有大量由SiO2凝胶粒子非紧密粘聚而形成的纳米尺度孔隙 (<5 0nm)。纳米尺度的SiO2 粒子和纳米尺度的大量孔隙是稻壳灰具有巨大的比表面积 (5 0～ 10 0m2 g)和超高火山灰活性的根本原因     

纳米Fe粒子包覆微米Al复合材料的制备与表征

采用置换法,通过在溶液中引入F-子,实现了弱酸性条件下Fe纳米粒子在微米Al粉表面定量、快速地化学沉积,制备出具有核壳结构的Fe/Al微纳米复合粒子.将该复合粒子中的Al核用盐酸溶蚀后得到由纳米Fe粒子组成的空心球壳.利用SEM、EDS、XRD、BET和TG/DSC对产物进行了相应地表征,结果表明,微米Al核表面被一层粒径约为30～60nm的Fe纳米粒子致密包覆,Fe/Al复合粉体的比表面积达到11.993m2/g较包覆前的1.082m2/g增加了11倍,且Fe/Al微纳米复合粉体与O2反应的活性明显高于原料Al粉.     

纳米氧化锌的制备、表征和光催化性能分析

均匀沉淀法制备的纳米氧化锌是球形和类球形晶体颗粒,粒径介于21.729～50.553nm之间。研究分析了纳米氧化锌的光吸收能力、光致发光特性和催化能力之间的关系。结果表明,ZnO粒子尺寸越小,紫外吸收越好,光致发光特性越强,表面结构氧空位越大,光催化反应活性越高。初步揭示了纳米氧化锌的催化机制在于纳米颗粒的小尺寸效应和量子效应,以及表面丰富的吸附氧和结构缺陷。     

纳米CeO2/阴离子聚氨酯复合材料

采用纳米微粒直接分散法合成了纳米CeO2／阴离子聚氨酯复合材料，粘度分析表明，随着纳米CeO2含量的增加，复合材料的粘度降低；FT—IR分析表明，CeO2的吸收峰出现蓝移现象；TEM和先散射粒径分析表明，复合粒子仍以纳米量级存在，平均粒径为35nm，且呈单分散状态，CeO2纳米粒子均匀分散在聚氨酯中。并且对复合粒子形成机理及稳定性进行了初步探讨。     

细菌纤维素/氧化铝/二氧化硅改性石墨烯复合导热膜的结构与性能

采用真空辅助抽滤方法制备了细菌纤维素(BC)/球形氧化铝粒子/改性石墨烯纳米片(SiO_2@GNPs)薄膜热界面材料,研究了球形氧化铝粒子粒径对热界面材料形态结构和导热性能的影响。结果表明,球形粒子与二维片状导热粒子复配时,可有效构筑面外方向导热通路。调节氧化铝粒子和改性石墨烯纳米片的直径比可有效调整改性石墨烯纳米片在复合薄膜中在面外方向的取向程度,从而提高复合材料的面外导热系数。随着球形氧化铝的直径从2μm增加到60μm,导热薄膜的面外导热系数从0.5 W/(m·K)提高到4.2 W/(m·K),导热系数提高了7.4倍。     

Si02气凝胶微球的制备及表征

以正硅酸乙酯（TEOS）为先驱体制备硅溶胶,再以硅油为分散介质,在吐温80为乳化剂的油相与SiO2溶胶为水相的乳化体系中,应用雾化法和乳液成球技术制备微米级SiO2凝胶小球,然后,通过超临界CO2干燥技术制备微米级siO2气凝胶小球,用光学显微镜、SEM、红外光谱（FT—IR）及cBET技术对其表征,结果表明,微米及SiO2气凝胶小球表观粒径较为均匀,平均粒径约为30μm,密度为216kg／m2,平均孔径6．72nm,BET比表面积为802．35m2／g,孔体积为1．15cm3／g,是一种具有典型气凝胶结构的微粒状轻质纳米多孔材料。     

马尾松木材纳米粒子溶出规律的研究

采用单因素试验法，分析马尾松溶出的纳米粒子特征，探索马尾松木材纳米粒子在索氏抽提、超声波抽提中的溶出规律．结果表明：（1）回归曲线显示，在索氏抽提过程中，马尾松木材纳米粒子溶出量随时间延长呈上升趋势，但增长趋势逐渐减弱；（2）在索氏抽提过程中，以体积分数为评价指标时，溶出的纳米粒子直径主要集中在50．7～142nm；以数量分数为评价指标时，溶出的纳米粒子直径主要集中在37．8～106nm；4800-6440nm、4150-5560nm的粒子数量极少而无法测试，其体积分数仅分别为0．8％和0．3％，但足以对木材渗透产生屏障、对制浆产生树脂障碍；（3）超声波抽提过程中，粒径在43．8～78．8nm之间的纳米粒子的体积分数为63．3％，粒径在32．7～58．8nm之间的粒子数占83．9％，而粒径在190-396nm之间的粒子体积占4．4％，但数量极少，由此可见，超声波抽提不仅可以增加马尾松木片纳米粒子的溶出量，而且可以降低纳米粒子的集聚程度。     

CaCO3/SiO2复合粒子涂层的表面结构及其疏水性能研究

以机械高速搅拌法制备了具有草莓结构的CaCO₃/SiO₂复合粒子,并对其进行了表面修饰改性.利用聚硅氧烷的自组装功能,将制备的复合粒子与硅氧烷一起制备了具有“荷叶效应”的超疏水涂层,静态水接触角达169°,滚动角约为2°.通过扫描电镜观察涂层的表面微观形貌,发现该涂层具有微米-纳米相结合的双层粗糙结构.微米凸起的粒径在2～3μm左右,纳米凸起的粒径约为200nm左右,与荷叶具有类似的结构排布方式.通过原子力显微镜和接触角的测试,探讨了表面微观结构、涂层粗糙度和涂层疏水性能之间的关系.结果表明：复合粒子构成的非均相界面的水接触角符合Cassie模型.复合粒子赋予涂层的双微观粗糙结构与自组装成膜硅氧烷的低表面能的协同效应,使涂层具有了优良的超疏水性能.     

WS_2锂基润滑脂的制备及其摩擦学性能研究

采用95 nm、0.74和1.75μm 3种不同粒径WS2粉体作为添加剂制备了锂基润滑脂,并利用四球摩擦磨损试验机分别考察了其摩擦学性能,采用SEM、EDAX、XPS分析了磨损表面的形貌、元素成分及其化学状态。结果表明,WS2作为润滑脂添加剂具有非常优异的摩擦学性能,其中95 nm粒径WS2粉体表现出的性能最优。研究表明WS2添加剂的润滑作用机理是吸附膜,沉积膜或化学反应膜相互作用的结果,不同润滑状态其作用方式也不同,在中高载荷条件下吸附在摩擦副表层的WS2易发生渗镀现象,并可在亚表层内形成致密的WO3化学反应膜。     

液态硼酸钙纳米粒子的制备及摩擦学性能研究

制备了一种液态的硼酸钙（CBNL）纳米粒子,采用激光粒度分析（LPA）和红外光谱（FT-IR）等对其结构进行了表征,利用四球摩擦磨损试验机对CBNL在矿物基础油中的摩擦学性能进行了评价,并采用三位轮廓仪和XPS对钢球磨损表面形貌和元素状态进行了分析,结果表明：制备的硼酸钙为半峰宽20nm、平均粒径18nm的纳米粒子,在矿物油中具有优异的摩擦学性能;在摩擦过程中,纳米粒子能被金属表面吸附、沉积并发生了摩擦化学反应,形成了一层含有B2O3、CaO、Fe2O3和FeB等物质的保护膜。     

PDDA／Au NPs复合分子沉积膜的制备、表征和摩擦学行为

采用小分子柠檬酸钠对金纳米粒子进行包覆改性,紫外光谱分析经改性的金纳米粒子表面共振吸收峰为526iun,激光纳米粒度仪分析表明其平均粒径为8．4nm．改性后的金纳米粒子通过分子沉积技术,与聚二烯丙基二甲基胺盐酸盐（PDDA）组装,制得单层和多层PDDA／Au NPs复合纳米粒子分子沉积（MD）膜（简称PDDA／Au NPs复合MD膜）．采用原子力显微镜（AFM）研究了PDDA／Au NPs复合MD膜的表面形貌以及摩擦、磨损行为．研究结果表明：该复合膜能降低基底的摩擦力,其中以3层膜降低摩擦力的效果最显著．在氮化硅探针扫描行程达到30次后,膜表面才开始出现磨损痕迹．随着扫描次数的增多,膜表面在探针剪切力的作用下逐渐由致密变得疏松,形成颗粒堆积,使表面粗糙度增大,摩擦力、磨损深度也随之增加．通过实验还发现这种复合膜存在两种非正常磨损现象,即磨损负增长和膜的脱落现象.     

磷酸锆碟片粒径对提高二氧化钛悬浮液分散稳定性的影响

制备纳米二氧化钛(TiO_2)分别和729.6,1 004.5,1 168.5nm 3种粒径的磷酸锆碟片(ZrP)混合纳米悬浮液,研究了混合悬浮液的分散稳定性。运用稳定性性分析仪,沉降实验和紫外-可见分光光度计综合分析了纳米悬浮液的分散稳定性,并测量了混合悬浮液的粘度。结果表明,加入ZrP碟片后,TiO_2悬浮液的粘度增大,稳定性提高;3种混合纳米悬浮液的粘度相近,但ZrP粒径最小的混合悬浮液,其分散稳定性最好。通过分析发现,3种混合纳米悬浮液中,ZrP粒径越小,颗粒团聚粒径和团聚速度越小,其原因可能是ZrP碟片的粒径越小,相同质量浓度条件下碟片数目浓度越大,对TiO_2的空间位阻作用越强。