镧对Cu/Ti_3SiC_2/C/MWCNTs/Graphene/La纳米复合材料摩擦学性能的影响（英文）

研究采用真空热压及热等静压方法制备Cu/Ti_3SiC_2/C/MWCNTs/Graphene/La纳米复合材料,采用摩擦磨损试验机研究对磨材料为GCr15时,镧含量对Cu/Ti_3SiC_2/C/MWCNTs/Graphene/La纳米复合材料的摩擦学性能的影响。研究了镧含量、正应力及旋转速度对纳米复合材料摩擦学行为的影响并揭示其相互作用机理,采用正交试验分析、方差分析及极差分析法来分析镧含量、正应力及旋转速度的相互作用。采用扫描电镜和能谱仪观察并分析磨损表面及磨削的形态及成分组分。结果表明,镧对纳米复合材料的摩擦磨损性能起到首要作用,当镧的质量分数为0.05%时,复合材料的磨损机理为磨粒磨损、剥层磨损和氧化磨损,而当镧的质量分数为0.1%和0.3%时,复合材料的磨损机理为粘着磨损和氧化磨损。     

Cu/Ti3SiC2复合材料的制备及其磨损性能研究

以Cu粉、Ti3SiC2粉末为原料,采用热压烧结技术,制备了不同体积分数的Cu/Ti3SiC2复合材料。用光学显微镜分析了该复合材料的微观组织,利用环块式摩擦磨损试验机测试了其磨损性能,采用SEM、EDS和XRD观察分析发该复合材料的磨损表面形貌及其组成。结果表明:Ti3SiC2在基体组织中分布均匀,随着其含量的增加,其在基体组织中的分布有聚集的趋势,材料的致密度逐渐下降;磨损质量损失在Ti3SiC2含量达到20vol%时最小;该复合材料的磨损机理以粘着磨损、磨粒磨损为主,同时伴随有一定量的氧化磨损,氧化产物为Cu2O。     

T6热处理对SiCp/Al复合材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金法制备出不同SiC颗粒体积分数(30%、35%和40%)的SiCp/Al复合材料。采用MMU-5GA微机控制真空高温摩擦磨损试验机对比研究SiCp/Al复合材料在不同体积分数以及T6热处理前后情况下平均摩擦因数和磨损率的变化,通过扫描电镜分析了SiCp/Al复合材料表面磨损形貌,探讨了摩擦磨损机理。试验结果表明,SiC颗粒体积分数在30%~40%变化时,随其体积分数增加耐磨性下降。SiC颗粒体积分数在30%~35%范围内,SiC颗粒与基体结合较好,SiC颗粒作为硬质点起到抵抗磨损和限制基体合金塑性变形产生磨损的双重作用;但SiC含量过多时,颗粒与基体的结合不紧密,磨损时颗粒极易脱落,复合材料耐磨性降低;T6热处理后复合材料的平均摩擦因数和磨损率均降低,这是由于热处理后试样强度及硬度提高,从而提高了试样的耐磨性;常温下复合材料在磨损初期的磨损机理主要以磨粒磨损为主,而在磨损期则为磨粒磨损与剥落磨损共存。     

放电等离子法制备SiC/Cu复合材料及其性能研究

以Cu、SiC粉末为原料,用放电等离子法制备SiC/Cu复合材料;利用X射线衍射仪分析不同球磨时间的混合粉末物相;用扫描电镜观察粉末的形貌,并进行粒度分析.研究了不同压力下SiC/Cu复合材料的致密度和显微硬度,研究了SiC含量对该复合材料硬度、密度和摩擦磨损性能的影响,并讨论了其磨损机制.结果表明:在50 MPa的烧结压力下,该复合材料的致密度和硬度最优异,SiC含量为10％时,该复合材料的摩擦磨损性能最好,其磨损机制主要是黏着磨损和磨料磨损.     

α-SiCp/Cu复合材料的摩擦磨损性能研究

研究了SiC粉体表面预处理和含量对α-SiCp/Cu复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,α-SiCp/Cu复合材料磨损量与外力作用成正比关系,但是随着磨损时间的进行,摩擦磨损量相对减小。当SiC在0³0%时,SiCp/Cu复合材料的耐磨性与SiC含量成正比关系,并且SiC的含量在30%左右是制备α-SiCp/Cu复合材料较为合适的配比。     

石墨对C/Cu复合材料微观组织及摩擦磨损性能的影响

利用机械合金化和放电等离子烧结技术制备C/Cu复合材料,用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和销-盘摩擦磨损试验机对复合粉末和烧结体的组织结构、硬度、摩擦学行为进行了分析.结果表明:C/Cu复合粉末中Cu相粉末由纳米/亚微米复合颗粒组成,石墨主要以纳米层片状结构和非晶态存在,放电等离子体烧结体组织致密、细小且均匀,随着碳含量增加,烧结体的硬度与密度减小;C/Cu复合材料烧结样品在摩擦过程中形成润滑膜,表现出较低的摩擦系数和良好耐磨性,其磨损机制主要为氧化磨损、粘着磨损和剥层磨损.     

SiC含量对Al/SiC纳米复合材料干滑动磨损、腐蚀以及腐蚀磨损行为的影响（英文）

纳米复合材料的腐蚀、腐蚀磨损以及干摩擦磨损行为非常复杂,受化学、物理和机械等多方面因素影响。采用机械球磨、冷压和热挤压技术制备Al/SiC纳米复合材料,研究纳米SiC含量对材料硬度、干滑动磨损、腐蚀和腐蚀磨损行为的影响。采用电化学极化测试研究了复合材料在3%NaCl溶液中的抗腐蚀性能。采用盘-销装置研究了复合材料的干滑动磨损和在3%NaCl溶液中腐蚀磨损性能。利用扫描电子显微镜研究了材料及磨损表面的显微组织。结果表明,随着SiC含量的增加,纳米复合材料的干滑动摩擦和抗腐蚀性能均得到提高。由于溶液的润滑作用,使材料软化的摩擦因数和摩擦生热均降低。与基体合金相比,纳米复合材料的强度和抗腐蚀性能提高,因此其抗腐蚀磨损性能也提高。对于未增强的基体合金,其磨损机理为黏着磨损,而对于Al/SiC纳米复合材料,磨损机理转变为磨粒磨损。     

不同基体炭C/C复合材料的摩擦磨损性能

以炭纤维针刺毡为预制体,采用化学气相沉积法(CVI)和结合液相浸渍树脂或沥青法制备了热解炭为粗糙层与光滑层结构的准三维C/C复合材料,并研究了这些材料在0.6 MPa的模拟刹车压力下的摩擦磨损性能与磨损机理.研究表明:基体炭为粗糙层热解炭与树脂炭的C/C复合材料摩擦表面能形成较厚且连续的自润滑摩擦膜,摩擦稳定性最好,摩擦因数适中,氧化磨损小,磨损机理主要为膜的部分脱落、氧化磨损与相对较小的磨粒磨损;基体炭为光滑层热解炭与树脂炭或沥青炭的C/C复合材料摩擦表面形成的摩擦膜较薄且不连续,摩擦稳定性差,摩擦磨损较大,磨损机制主要为膜的部分脱落、磨粒磨损与更严重的氧化磨损;随着密度的升高,C/C复合材料摩擦稳定性增加,摩擦因数增加,磨损降低;基体炭为单一沥青炭的C/C复合材料,由于没有热解炭对纤维的保护,纤维断裂多,线性磨损尤其大,磨损机理主要为大量的磨粒磨损与氧化磨损.     

粉末注射成形制备SiCP/Cu复合材料及其摩擦磨损性能研究

采用粉末注射成形技术制备SiCP/Cu复合材料零件,研究了该复合材料的粉末注射成形工艺过程,获得了理想SiCP/Cu复合材料注射成形零件,并对该复合材料进行摩擦磨损试验.结果表明,SiCP的加入改善了材料的摩擦学性能,摩擦系数随滑动时间的延长而增加得较为平缓;含10％SiCP的复合材料磨损表面的粘着和塑性变形程度轻,有一定的磨粒磨损;含15％SiCP的该复合材料磨损表面呈典型磨粒磨损;该复合材料磨损表面存在白亮色的致密机械混合层,同时磨损试验的偶件40Cr钢环表面也被犁削而形成了平行的条纹;该复合材料磨损表面含有Cu、Si、C、Fe和O元素,这增加了钢环表面转移过来的Fe元素和表面摩擦发热造成的氧化而带来的O元素.     

粉末注射成形SiCp/Cu复合材料的显微组织与力学性能

通过粉末注射成形技术制备了SiC颗粒增强Cu基复合材料,并采用溶剂脱脂和热脱脂工艺对注射坯料进行脱脂,再对脱脂坯料进行了烧结,获得了致密烧结件.观察了不同SiC含量的SiCp/Cu复合材料的断口形貌,研究了不同SiC含量SiCp/Cu复合材料的硬度、抗拉强度和磨损性能.结果表明:随着SiC含量的提高,SiCp/Cu复合材料的断口韧窝减少,撕裂棱增多,材料趋向于脆性断裂;随着SiC含量的提高,该复合材料的硬度升高,但强度在SiC含量为10vol％时最高,SiC含量进一步提高则强度下降;随着SiC含量的提高,SiCp/Cu复合材料由粘着磨损向颗粒磨损转变,磨损率下降.     

冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的组织结构与性能

为制备基体相晶粒细小、增强相均匀分布的SiC/Al纳米复合涂层,以Al、SiC为原料,采用高能球磨法获得SiC颗粒弥散分布的纳米晶Al基复合材料粉末,利用冷喷涂技术低温成型制备了SiC/Al纳米复合涂层,分析了SiC含量对复合涂层相结构、晶粒尺寸、微观结构、硬度及磨损性能的影响规律。结果表明：冷喷涂可实现球磨纳米晶复合粉末结构的原位移植,所制备SiC/Al纳米复合涂层组织致密,微米及亚微米级SiC弥散分布在纳米晶Al（约80 nm）基体之上;SiC颗粒对Al基体有明显强化作用,冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的硬度随SiC体积分数的增加而显著增加,50% SiC/Al纳米复合涂层的硬度高达515 HV_0.3,约为Al块材的13倍;冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的耐磨损性能随着SiC含量增加而显著提高,涂层磨损失效机制为磨粒对基体的切削犁沟变形。     

Effect of hybrid ratio on friction and wear behavior of AZ91D matrix nanocomposites under oil lubricated conditions

Friction and wear behavior of AZ91D and its nanocomposites reinforced by different contents of hybrid multi-walled CNTs and nano-SiC particulates under oil lubrication was investigated using a MRS-10P four-ball tribometer. Friction coefficients and wear rates were measured within a load range of 200–1000 N at a spindle rotary speed of 380 r/min. Worn surface morphologies, phase and element compositions were studied by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive spectroscopy (EDS), respectively. The mechanism of synergistic effect of CNTs and SiC nanoparticles was discussed. The results indicate that the AZ91D nanocomposites show better wear resistance properties and different wear mechanisms compared with AZ91D. The AZ91D nanocomposites reinforced with 0.5% CNTs and 0.5% nano-SiC have the best tribological capacity. The wear mechanisms for the Mg-based hybrid nanocomposites appear to be a mix-up of micro-ploughing, micro-cutting, slight adhesive wear and delamination.     

过氧化氢环境下1Cr18Ni9Ti不锈钢与不同陶瓷配副的摩擦学行为

本文研究了ZrO_2, Si₃N₄ 和SiC三种陶瓷配副对1Cr18Ni9Ti不锈钢在90%的H₂O₂溶液中摩擦学性能的影响。结果表明,1Cr18Ni9Ti不锈钢在该环境下的摩擦学性能受配副的影响明显。 与ZrO₂对磨,发生了粘着行为,导致了大的摩擦系数(0.17~0.27)和最高的1Cr18Ni9Ti不锈钢磨损量。与SiC对磨,发生了氧化和水解反应,形成的胶体膜起到了润滑作用,导致了小的摩擦系数(0.035)和最低的1Cr18Ni9Ti不锈钢磨损量。粘着行为和水解反应均发生于1Cr18Ni9Ti/Si₃N₄的磨损过程中,粘着与保护膜的耦合,导致了复杂的摩擦系数。对于配副,ZrO₂的磨损体积最大,SiC次之,Si₃N₄表面有粘着层,因此磨损体积最小。     

Ti3SiC2在水、乙醇及其混合溶液中的摩擦学行为研究

目的考察新型可加工金属陶瓷材料Ti_3SiC_2在水基润滑系统(如水液压系统)及乙醇润滑系统(如乙醇燃料系统)中的摩擦学行为。方法利用中频热压烧结技术制备Ti_3SiC_2样品,用球盘接触模式SRV-1摩擦磨损试验机考察Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副的摩擦学行为,利用扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱、X-射线衍射谱等分析材料的形貌和成分物相。结果 Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副在乙醇中具有较低的摩擦系数(0.14)和磨损率(10~(-7) mm~3/(N×m)),但在纯水中,其摩擦系数(0.54)和磨损率(10~(-4) mm~3/(N×m))均较高。乙醇中少量的水(5%)即可使Ti_3SiC_2/Si_3N_4的摩擦学性能恶化,乙醇中Ti_3SiC_2磨损表面为轻微犁沟效应,随着乙醇中水含量的增大,Ti_3SiC_2晶粒拔出和脱落造成的坑洞增加,因此磨损率迅速增大。纯水中呈现大量的坑洞,相应的磨损率也达到最大值。结论乙醇是Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副很好的低黏度流体润滑剂,在乙醇中,摩擦表面的高化学活性Si元素与乙醇发生了摩擦化学反应,生成的硅醇聚合物在摩擦接触界面形成了边界润滑,致使Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副在乙醇中具有优良的润滑和减磨作用。     

Ni-W/SiC纳米复合镀层的制备与其耐蚀性

通过电沉积方法制备了Ni-W/SiC纳米复合镀层,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)研究了SiC含量对该复合镀层结构和性能的影响,采用电化学方法研究了Ni-W/SiC纳米复合镀层在质量分数为3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明:SiC纳米颗粒能促进镀层晶粒的形核及生长,显著改变镀层的晶体结构,提高镀层的硬度、耐磨性及耐蚀性;SiC含量过低对镀层耐磨性提高有限,含量过高又容易导致SiC纳米颗粒团聚,影响其分散性,因此当SiC的质量浓度为6~9g/L时所制备的Ni-W/SiC纳米复合镀层具有最佳的性能。     

三元层状固体润滑Ti3SiC2复合材料的制备与摩擦学研究进展

Ti_3SiC_2作为一种新型的陶瓷材料,兼具金属和陶瓷的双重性能,同时也由于具有良好的导电导热性、低密度、机械可加工性、优异的抗热震性能、高熔点、高热稳定性、耐高温氧化、耐腐蚀性能,近年来受到了越来越多研究者的关注。首先介绍了Ti_3SiC_2内部晶体学结构,指出其与二元碳化物Ti C有着紧密的晶体学关系,接着详细叙述了各种Ti_3SiC_2制备工艺及其复合材料的研究现状,阐述了化学气相沉积(CVD)、磁控溅射(MS)、脉冲激光沉积(PLD)、自蔓延高温合成(SHS)、热等静压(HIP)、热压烧结(HP)、火花等离子烧结(SPS)等技术在制备Ti_3SiC_2及其复合材料方面的优点和不足。随后重点分析了温度、滑动速度、载荷、添加组分含量、对偶材料种类和润滑环境等因素对Ti_3SiC_2及其复合材料摩擦学性能的影响。最后总结了在Ti_3SiC_2及其复合材料研究中存在的一些问题,并指出进一步提高摩擦磨损性能,添加多元增强相,改进现有技术以及采取新型制备工艺,是未来发展的重要方向。     

氧化镧对TC4钛合金固体渗硼的影响

对固体渗硼剂(碳化硼+碳化硅)中添加氧化镧对钛合金渗硼层的表面形貌与相组成、渗层厚度、渗层硬度、渗层与基体的界面结合力以及渗层摩擦磨损性能的影响进行了研究。结果表明,固体渗硼剂中添加氧化镧(4.0%,质量分数)细化了渗层表面形貌组织;显著提高了渗层的厚度与表面硬度(增幅分别为50.7%和34.8%);提高了渗层与基体的界面结合力(增幅为37.25%);大幅提高了渗层在摩擦磨损过程中抗剥落性能以及渗层自身的抗裂性能。自身抗裂性能的提高与渗层中含有Ti金属物相从而提高渗层的韧性有关。添加氧化镧渗层与未添加氧化镧渗层相比,具有低的摩擦系数(0.12)且摩擦磨损表面无对摩件中Fe元素。     

Tribological Behavior of In Situ TiC/Graphene/Graphite/Ti6Al4V Matrix Composite Through Laser Cladding

The TiC/graphene/graphite/Ti6Al4V composite coating was prepared by laser cladding.The microstructure and tribological behavior of the coating were studied.The in situ reaction between graphene and Ti occurred,and feathery TiC was formed.The feathery TiC was homogeneously distributed between α'acicular martensites which was refined with the addition of graphene.Some graphene was transformed into a11otrope graphite under the laser irradiation.The TiC hard particles and the self-lubrication of graphene/graphite improved the wear resistance of composite coating.The wear rate and friction coefficient of TiC/graphene/graphite/Ti6A14V composite coating decreased with the increase in sliding speed,a mechanical mixing layer (MML) was formed on the wear surface of the composite coating under the frictional heat,which protected the substrate and reduced the contact.Because of the self-lubricating properties of graphene/graphite,interlayer sliding occurred easily,which also effectively reduced friction.The wear rate of TiC/graphene/graphite/Ti6A14V composite coating increased with the increase in load,but the friction coefficient decreased.The plastic deformation of subsurface layer was more serious under high load,and a stable self-lubricating MML with a protective effect was formed between the wear interfaces,which reduced the friction coefficient.With the increase in load,the wear mechanism changed from abrasive and oxidation wear to delamination,fatigue and oxidation wear.     

Interface activation and surface characteristics of Ti/TiN/HA coated sintered stainless steels

Interface activation and surface characteristics of Ti/TiN/HA film coated sintered stainless steels (SSS) have been investigated by electrochemical and biocompatibility tests. HA (hydroxyapatite), Ti, and Ti/TiN film coatings were applied using electron-beam deposition method (EB-PVD). Ti, Ti/TiN, and Ti/TiN/HA film coated surfaces and layers were investigated by SEM and XPS. The coated films showed micro-columnar structure, and Ti/TiN/HA films were denser than Ti or HA-only film. The corrosion resistance of the HA coating was similar to that of Ti/TiN/HA film coating when Cu content reached 4 wt.%, but the corrosion resistance of the HA coating decreased when Cu content increased from 4 wt.% in 0.9% NaCl solution. Therefore, HA-only coating could ensure corrosion resistance when Cu content does not exceed 4 wt.%. The results of biocompatibility tests of SSS on dogs showed that bone formation and biocompatibility were favorable when Cu content did not exceed 4 wt.%. The biocompatibility with bone was generally favorable in Ti/TiN/HA film coating and HA-only coating, while bone formation was somewhat faster for the HA film coated surface than for the Ti/TiN/HA film coating. Also, good cell growth and osseointegration without toxicity were observed.