超导Ag/Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O10-x复合氧化物摩擦磨损性能

为适应20℃～-200℃ 温度的适用范围,采用固相法制备了Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x超导材料,用摩擦磨损试验机测试了Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x从液氮温度至室温的摩擦学性能。结果表明 : 在室温 20℃下,Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x与对偶件轴承钢盘对摩时,摩擦系数约为0.35,当温度降到超导转变温度以下时(液氮温度-170℃)摩擦系数大幅度降低,Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x超导态摩擦系数为正常态值的一半,实验证明了电子激励对摩擦能量耗散的作用。为改善室温下Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x摩擦学性能,掺杂不同质量分数 Ag作为润滑组元,制备了Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x超导固体润滑复合材料,取得良好耐磨减摩效果。Ag掺杂不影响Ag/Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x复合材料的超导性,在正常载荷和滑动速度下10 wt%Ag/ Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_10-x复合材料摩擦系数为0.2~0.3,磨损率为4.57×10-4 mm3·(N·m)-1。     

超导PbO/YBa2Cu3O7-δ复合氧化物摩擦磨损性能

为适应从低温到高温宽温范围的使用条件,用溶胶-凝胶法制备了YBa2Cu3O7-δ超导材料,用摩擦磨损试验机测试了YBa2Cu3O7-δ从室温至液氮温度的摩擦学性能.结果表明:室温20℃下,YBa2Cu3O7-δ与对偶件不锈钢盘对摩时,摩擦因数在0.5左右,当温度降到超导转变温度以下时(液氮温度-196℃)摩擦因数大幅度降低,YBa2Cu3O7-δ超导态摩擦因数是正常态值的一半,实验直接证明了电子激励对摩擦能量耗散的作用.为改善室温下YBa2Cu3O7-δ摩擦学性能,掺杂不同质量分数PbO作为润滑组元,制备了PbO/YBa2Cu3O7-δ超导固体润滑复合材料,取得良好效果.PbO掺杂不影响PbO/YBa2Cu3O7-δ复合材料的超导电性,在正常的载荷和滑行速度下15%PbO/YBa2Cu3O7-δ复合材料摩擦因数为0.2至0.3,磨损率为4.35×10-4mm3·(N·m)-1,分析了PbO/YBa2Cu3O7-δ复合材料减摩耐磨机制.     

高温超导材料YBa2Cu3O7的摩擦学特性

用球盘式摩擦试验机及原子力显微镜在大气中常温下对YBa₂Cu₃O₇ (YBCO) 高温超导试样的宏观和微观摩擦学特性进行了研究,并与Cu基固体润滑复合材料进行比较。结果表明:对于Cu基复合材料,固体润滑剂含量不足将使摩擦系数增大,含量过高将导致磨损增大,含40％固体润滑剂的4060Cu在几种载荷和速度下都表现出很低的摩擦和磨损,而YBa₂Cu₃O₇的摩擦系数与4060Cu相似,磨损率却只有其1/2。XRD及TEM的检测结果表明:YBa₂Cu₃O₇结构中的CuO层结合较弱,在剪切应力的作用下易滑移,对外表现出较低的摩擦。基体中含Y₂O₃较多的YBa₂Cu₃O₇相阻碍位错滑移,强化基体,使其耐磨性能大幅提高。用粉末熔化法制备的样品中Y₂O₃颗粒更细小、弥散,其耐磨性更好。     

原位生成Al2O3/Cu复合材料的新工艺

采用一种新型工艺制备了Al₂O₃/Cu复合材料。高能球磨制备亚稳态的Cu-0.8 wt% Al合金粉,再将Cu₂O粉与其一起进行高能球磨,然后将复合粉末压坯在真空炉中同时进行氧化和烧结。该工艺省略了还原剩余Cu₂O的环节,氧化和烧结时间仅为1 h。生成的Al₂O₃的粒径约250nm,颗粒间距约500 nm,均匀弥散分布;该材料冷加工后性能接近SCM制品性能。该配比的Al₂O₃/Cu复合材料的热稳定性良好,在800℃下循环冷淬20次无裂纹;软化温度为700℃。     

La2O3-TiC/W复合材料组织结构与力学性能

采用真空热压烧结法制备La₂O₃-TiC/W复合材料,并对其组织结构和力学性能进行了研究。结果表明：在一定成分范围内,La₂O₃和TiC的加入提高了复合材料的力学性能,La₂O₃和TiC共同作用时的强化效果强于La₂O₃和TiC单独作用的强化效果,但La₂O₃-TiC/W复合材料的密度和相对密度随TiC含量的增加而下降,并进而影响硬度和弹性模量的提高, 适量的La₂O₃有益于相对密度的提高;抗弯强度在1%La2O3 5%TiC/W成分含量时出现最大值901MPa,而断裂韧性在成分含量为0.5%La₂O₃-10%TiC/W时出现最大值10.07MPa·m1/2。本研究中,1%La₂O₃-5%TiC/W成分配比时具有较好的综合力学性能。La₂O₃-TiC/W复合材料的强化机制为细晶强化和载荷传递,韧化机制为细晶韧化、裂纹偏转和桥接。     

纳米Al2O3颗粒增强新型铜基自润滑复合材料

以Cu-Ni-Y₂O₃-MoS₂-Graphite混合粉为基体,加入质量分数分别为0%、1%、2%、3%、4%的纳米Al₂O₃增强相,采用粉末冶金方法制备纳米Al₂O₃增强新型铜基自润滑复合材料。结果表明：随着铜合金粉末中纳米Al₂O₃颗粒含量的增加 , 所制备自润滑复合材料样品的密度下降,但硬度和压溃强度先上升后下降,在Al₂O₃含量为2%时硬度从HV 23.7增加到HV 35.1,压溃强度从189 MPa提高到276 MPa。由石墨和MoS₂组成的混合固体自润滑材料的摩擦系数小且稳定,约0.12。Al₂O₃质量分数为2%的样品磨损量最小,是未加Al₂O₃试样磨损量的1/7～1/8。铜基体经过镍、纳米Al₂O₃等弥散颗粒强化和固体润滑相石墨和MoS₂的加入,所制备的材料已具有一定的自润滑性能。     

Ag/Bi2Sr2CaCu2Ox复合材料摩擦学特性

釆用固态反应法合成超导体Bi₂Sr₂CaCu₂O_x(Bi2212),使用摩擦实验机从液氮温度至室温对其摩擦学特性进行研究。研究表明：室温Bi2212与不锈钢盘对摩时摩擦系数约为0.35,当温度降至超导转变温度以下(液氮温度),摩擦系数大幅度降低至0.11,非常稳定。为改善Bi2212常温摩擦性能,添加Ag制备出Ag/Bi2212超导复合材料,XRD、SEM和EDS分析表明,Ag未进入Bi2212晶格,保证了Bi2212的超导电性,Ag的添加提高了复合材料密度和韧性,在正常载荷和滑行速度下Ag质量分数为10 %时摩擦系数为0.2,15%Ag/Bi2212磨损率最低,为9. 5×10-5 mm3 (N·m)-1。分布基体中的Ag能有效抑制裂纹萌生和扩展并在摩擦作用下向表面转移,在摩擦表面形成一层Ag转移膜,其低剪切强度起到很好的润滑作用,同时将摩擦产生的热量及时传导出去,使复合材料表现出良好的减摩耐磨性能。     

NiCo2O4/氧化石墨烯复合材料制备与电化学性能研究

为了研究NiCo₂O₄/氧化石墨烯(NiCo₂O₄/GO)复合材料的电化学性能,本文通过先水热合成前驱体再煅烧的方法制备了一系列NiCo₂O₄/GO复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学方法对其进行物理表征,其中以GO质量浓度为1 mg/mL悬浊液制备出的NiCo₂O₄ /GO-3复合材料呈类海胆状结构.在1 M KOH水溶液中使用循环伏安法、恒电流充/放电法和交流阻抗法研究了NiCo₂O₄/GO复合材料电化学性能.研究表明,与纯NiCo₂O₄相比,制备的NiCo₂O₄ /GO复合材料的比容量和赝电容性能均有明显提高,这主要是由于NiCo₂O₄ /GO复合材料中NiCo₂O₄与GO纳米片的相互作用形成的高孔隙率复合结构;NiCo₂O₄ /GO-3复合材料在电流密度为0.5~3.0 A/g时,比电容超过650 F/g,具有良好的倍率性能和高比容量.采用本文方法合成的NiCo₂O₄/GO复合材料,既提高了其倍率性能又保证了高比容量,是一种良好的超级电容器电极材料.     

片状Al2O3对Al2O3/FEP复合材料热导率的影响

通过混炼工艺制备了片状Al₂O₃填充聚全氟乙丙烯(FEP)复合材料,以颗粒状Al₂O₃为对比样品,研究了片状Al₂O₃形状和尺寸对 FEP基复合材料热导率的影响,利用SEM观察了FEP基复合材料的微观形貌。结果表明：在低填充量下,Al₂O₃颗粒在FEP基体中呈“海岛”状分布,没有形成连续的导热网链,但其热导率明显提高;复合材料拉伸强度与断裂伸长率随Al₂O₃含量的增加而减小;低填充量时复合材料热导率的提高主要来自Al₂O₃的微细片状结构,这种微细片状结构一方面提高了有效导热路径,另一方面增加了颗粒与基体之间接触面积,因此有利于热导率的提高。     

NbSe2纤维的制备及其摩擦学行为

为探索新型润滑材料,将Nb和Se密闭在石英容器中,高温下反应,得到NbSe₃,将其研磨、干燥后在氩气保护气氛中于700℃分解,制得直径为80 nm～160 nm的NbSe₂纤维。用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等检测产物的相组成及形貌。利用UTM-2型微观摩擦试验机测试其作为润滑油添加剂的摩擦学性能。结果表明,在室温大气下,添加NbSe₂纤维的润滑油较纯润滑油和添加普通NbSe₂粉末的润滑油有较好的润滑能力和抗磨性能, 其主要原因是NbSe₂纤维具有独特稳定的结构。将纳米NbSe₂与青铜粉混合,制备出铜基复合材料,摩擦实验证明,NbSe₂纤维能明显降低铜基复合材料的摩擦系数,这可能归因于摩擦过程中在摩擦表面形成的一层润滑膜。     

Al2O3颗粒粒径和含量对α-Al2O3/Cu复合镀层性能的影响

本文研究了复合电沉积法制备的α-Al₂O₃/Cu 复合材料的性能和磨损特征, 测定了Al₂O₃粒径在0. 5～ 5Lm, 含量在4～ 16% 时Al₂O₃/Cu 复合镀层的硬度和磨损率, 用扫描电镜对磨损形貌进行了分析, 并对其磨损机制进行了探讨。结果表明, 镀层中硬度随Al₂O₃含量增加呈线性增长, 且含大颗粒Al₂O₃镀层的硬度略高于小颗粒镀层,Al₂O₃颗粒含量和粒径大小对磨损率和磨损机制有显著影响。     

不同含量Ag掺杂对YBa_2Cu_3O_x和Bi_2Sr_2CaCu_2O_x固体自润滑材料摩擦学性能的影响

通过固相反应法制备了YBa2Cu3Ox/Ag和Bi2Sr2CaCu2Or/Ag固体自润滑材料.采用XRD和SEM检测了材料的成分以及相结构.XRD结果表明,所制备的YBa2Cu3Ox/Ag和Bi2Sr2CaCu2Ox/Ag固体自润滑复合材料都是由超导相和Ag相组成.采用销一盘式摩擦试验机研究了试样在常温下的摩擦学性能.结果表明,室温下纯YBa2Cu3Ox的摩擦系数为0.68～0.95,当掺杂15%(质量分数)Ag时,摩擦系数减小到最低,为0.11左右;纯Bi2Sr2CaCu2Ox的摩擦系数为0.21～0.22,当掺杂10%(质量分数)Ag时,摩擦系数降低到最低,为0.18左右.在超导体中添加Ag可有效改善材料的摩擦学性能.Ag可在材料摩擦接触表面形成一层Ag膜,从而有效改善接触表面,达到减小摩擦力的效果.     

核壳结构SrFe12O19NiFe2O4复合纳米粉体的吸波性能

以Fe(NO₃)₃、 Ni(NO₃)₂和Sr(NO₃)₂为主要原料, 通过两步柠檬酸盐溶胶-凝胶法, 制备出核-壳结构SrFe₁₂O₁₉-NiFe₂O₄磁性纳米复合粉体。采用XRD、 TEM、 VSM及矢量网络分析仪对合成的粉体的结构、 形貌及吸波性能进行了分析研究。结果表明, 复合粉体的相结构与NiFe₂O₄含量有关, 当SrFe₁₂O₁₉与NiFe₂O₄的质量比为1∶2、 烧结温度为1050℃时, 复合纳米粉体的相与NiFe₂O₄接近, 核-壳结构SrFe₁₂O₁₉-NiFe₂O₄纳米复合粉体的饱和磁化强度(M_s)(51.4 emu/g)比单体SrFe₁₂O₁₉纳米粉体 (42.6 emu/g)的大; 但矫顽力(H_c) (336 Oe)比单体SrFe₁₂O₁₉纳米粉体的小, 在SrFe₁₂O₁₉ 与NiFe₂O₄的矫顽力5395～160 Oe之间。在频率为8～18 GHz范围内, 微波吸收逐渐增强, 当频率为12 GHz时, SrFe₁₂O₁₉-NiFe₂O₄纳米复合粉体的微波吸收达到最大值-9.7 dB, 是一种性能优良的吸波材料。      

SHS/PHIP制备TiC-Al2O3/Fe复合材料的性能

对SHS/PHIP技术制备出的TiC-Al₂O₃/Fe复合材料的性能进行了测试和分析。结果表明,TiC-Al₂O₃/Fe复合材料具有良好的综合力学性能。材料具有很高的比刚度。金属Fe相的加入,较大地提高了材料的抗弯强度和断裂韧性。TiC-Al₂O₃复相陶瓷为典型的脆性断裂;随着Fe含量的增加,材料具有明显韧性断裂的特征。      

热压与放电等离子体烧结两种工艺制备Al2O3/Cu复合材料

由机械合金化法(MA)制得纳米级Al₂O₃颗粒弥散镶嵌于微米级Cu颗粒表面的复合粉末, 利用球形化工艺改善所制得复合粉的形貌及粒度范围, 分别采用热压法(HP)和放电等离子体烧结(SPS)法制备Al₂O₃/Cu复合材料。通过测试密度、 电导率、 抗弯强度及SEM复合粉形貌和烧结体断口分析、 微区成分分析, 对比研究了Al₂O₃质量分数分别为0%、 0.5%、 1.0%、 1.5%时Al₂O₃/Cu复合材料的物理、 力学和电学性能。结果表明: 不同制备工艺下随着Al₂O₃含量增加, 材料的抗弯强度先增后降, 电导率除受杂质影响外, 还受材料缺陷的影响, 故变化规律不明显, 对于Al₂O₃含量相同的Al₂O₃/Cu复合材料, 采用SPS法制备的复合材料的致密度、 抗弯强度及电导率均高于HP法; 在弯曲应力下两种制备方法所得复合材料均发生延性断裂。      

Al2O3/Al-4.5Cu-Ce合金复合材料的界面现象

本研究采用座滴法和电子探针探讨了Al-4.5Cu-Ce合金的表面张力及其与Al₂O₃的界面润湿性、界面结构、界面结合方式和强度.得出:饰降低Al-4.5Cu合金的表面张力,提高Al₂O₃/Al-4.5Cu合金的润湿性和界面剪断应力;铈改善润湿性的机制是在界面上的吸附与富集,未发现铈与Al₂O₃的界面反应产物,界面仍属于直接结合界面.     

NiFe_2O_4/T-ZnO_w复合材料的制备及磁性能

采用化学镀法在四角氧化锌晶须(T-ZnO_W)表面包覆NiFe_2O_4镀层,制备了NiFe_2O_4/T-ZnO_W复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、振动样品磁强计对镀覆前后T-ZnOw的结构、形貌等进行了表征。结果表明,化学镀覆后,在T-ZnO_W表面包覆了致密的尖晶石型NiFe_2O_4镀层,T-ZnO_W针尖部位生成的镀层厚度比根部薄。NiFe_2O_4/T-ZnO_W复合材料具有软磁特性。随着退火温度的升高,复合材料的饱和磁化强度和矫顽力逐渐升高,在800℃达到最高。     

γ-l2O3 纳米粉对氧化铝、碳化硅陶瓷纤维烧结特性的影响

研究了纳米γ-l₂O₃ 添加剂对氧化铝、碳化硅陶瓷纤维烧结特性和显微结构的影响。实验结果表明, 在纤维挤压成形过程中, 纳米γ-l₂O₃ 粉填充到微米氧化铝粉的孔隙之中, 提高了纤维的素坯密度, 当添加剂含量为40% 时, 纤维的素坯相对密度达到最大值。纳米γ-l₂O₃ 可以促进氧化铝和碳化硅纤维的烧结, 同时降低纤维的烧结温度, 提高纤维的密度。     

非均相沉淀法制备纳米α-Al2O3/金属复合粉体

利用非均相沉淀法制备了平均粒径小于50 nm的α-Al₂O₃/W(Ni)复合粉体,并研究对比了纳米钨和镍对α-Al₂O₃相转变温度的影响。结果表明:纳米钨和镍的存在均可降低过渡型氧化铝向α型氧化铝转变的相变温度,但降低程度有所不同,含钨氧化铝于1000℃完成相变,而含镍氧化铝于1150℃完成相变;并且纳米第二相体积比越大,对相变温度的影响也越大。