聚酰亚胺薄膜的制备及其摩擦学性能研究

通过浸渍得到了聚酰胺酸薄膜,采用适当的方法对薄膜进行处理之后再进行热亚胺化得到聚酰亚胺薄膜.用DF-PM型动静摩擦系数精密测定装置考察所得到的聚酰亚胺薄膜的摩擦学性能.用SEM考察了聚酰亚胺薄膜的磨痕形貌和对偶Si3N4陶瓷球表面的转移膜的形貌.结果表明,聚酰亚胺薄膜在与Si3N4陶瓷球对磨时,由于在摩擦过程中,聚酰亚胺能够在对偶面上形成均匀的并且低剪切强度的转移薄膜,因此表现出了优异的减摩与抗磨性能.聚酰亚胺薄膜的摩擦和磨损行为主要取决于薄膜的制备条件.     

金属锌表面超疏水薄膜的制备及其摩擦学性能

通过简单两步法在金属锌表面构筑超疏水薄膜, 锌片首先经N,N-二甲基甲酰胺(DMF)处理在表面构筑微纳结构薄膜, 然后在表面覆盖硬脂酸薄膜以实现超疏水. 采用扫描电子显微镜, 傅里叶红外光谱仪和接触角测量仪等手段表征了超疏水表面的形成机制和表面形貌, 并利用微纳米摩擦磨损试验机研究了超疏水薄膜的减摩耐磨特性. 研究结果发现, 在锌表面形成了一层纳米棒状结构的超疏水薄膜, 水的接触角可达155^o. 超疏水薄膜具有明显的减摩和耐磨特性, 这可归因于DMF处理导致的表面微织构化效应以及脂肪酸自组装薄膜的纳米润滑效应.     

几种共聚型聚酰亚胺薄膜的摩擦学性能研究

多年来,对共聚型聚酰亚胺薄膜的摩擦学研究报道较少,为了对其摩擦学应用提供试验依据,以均苯四甲酸酐、邻苯二胺、间苯二胺和对苯二胺为原料,利用具有不同组成的2种二胺的混合溶液与以均苯四甲酸酐进行反应,通过2步法在玻璃表面制备了共聚型聚酰亚胺薄膜.采用热分析仪考察了聚酰亚胺薄膜的热稳定性,用DF-PM型动静摩擦因数精密测定装置考察了其摩擦学性能.结果表明,由邻苯二胺以及邻苯二胺含量较高的混合溶液与以均苯四甲酸酐反应得到的聚酰亚胺薄膜的摩擦学性能明显优于由其他物质制成的聚酰亚胺的性能.     

磁控溅射TiAIN和WTiN薄膜的制备与摩擦性能研究

采用双靶反应磁控溅射的方法在40Cr基体上制备了TiAlN薄膜和WTiN薄膜。用XRD,SEM,AFM等检测手段对薄膜的表面状态及结构等进行了表征,采用UMT-3型多功能摩擦试验机,在室温、大气环境、无润滑的条件下对TiAlN和WTiN薄膜的摩擦性能进行了评价。实验结果表明:TiAlN薄膜出现了两种硬质相TiN与TiAlN共存的物相结构,而WTiN薄膜出现了TiN0.6O0.4,TiN,W2N,WN等多种物相结构;制备的TiAlN、WTiN薄膜表面晶粒均匀细小,生长均以粒状结构为主;摩擦实验数据表明制备的TiAlN和WTiN薄膜均拥有良好的摩擦性能。     

PECVD法制备类金刚石薄膜的结构和摩擦学性能研究

采用射频一直流等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅衬底上沉积了类金刚石薄膜。用激光拉曼光谱仪和原子力显微镜对薄膜的结构和表面形貌进行了表征，并用纳米压痕仪测定了薄膜的硬度。用UMT微摩擦磨损试验机考察了薄膜在不同的滑行速度下薄膜的摩擦学性能。结果表明：所沉积的薄膜具有典型类金刚石薄膜的结构特征，薄膜表面光滑致密，硬度较高；薄膜与氧化铝陶瓷球对磨显示出良好的摩擦学性能，随着滑行速度的增加，薄膜的摩擦系数单调降低，但磨损寿命先增加后降低。     

磁控溅射TiC／a—C薄膜的结构和摩擦学性能研究

采用磁控溅射法制备不同碳含量的碳化钛薄膜.采用SEM、XRD及HR-TEM等手段分析了TiC/a-C薄膜的微观组织结构,采用摩擦磨损仪和台阶仪研究了薄膜的摩擦学性能.研究结果表明,碳含量在40%～74%时,随碳含量的增加,薄膜结构由疏松变得致密,(111)择优取向逐渐转变为无明显择优取向生长.当碳含量为60%时,薄膜结构为TiC晶粒镶嵌在非晶碳基体中的纳米复合结构,此时薄膜的机械性能及耐磨性最佳.磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,通过调节薄膜中非晶碳的含量及晶粒大小并增加薄膜的硬度可改善其摩擦学性能.     

TiO2-ZrO2复合薄膜的制备和摩擦学性能

以ZrOCl2@8H2O和TiCl4为原料,用溶胶-凝胶法制备了高取向的TiO2-ZrO2复合薄膜,研究了复合薄膜的组成结构、表面形貌和摩擦学性能结果表明,该复合薄膜均匀致密、具有四方ZrO2结构;复合薄膜具有良好的减摩抗磨性能.在0.5 N低负荷下,复合薄膜与AISI 52100钢和Si3N4对磨时的摩擦系数为0.14～0.20,耐磨寿命大于5000次.TiO2-ZrO2复合薄膜可用作特殊工况条件下的减摩抗磨保护性涂层.     

CVD金刚石薄膜摩擦学性能的研究现状

化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)金刚石薄膜通常是一种表面粗糙的多晶薄膜,其摩擦系数相对于光滑金刚石明显偏高,这制约着其在摩擦学领域的应用。在综合分析近年来该领域研究的基础上,总结了CVD金刚石薄膜摩擦学性能的主要影响因素,并从降低其摩擦系数的角度出发,着重讨论了几种提高CVD金刚石薄膜摩擦性能的途径。     

聚二甲基硅氧烷/苯基MDQ硅树脂弹性体的制备与性能

以正硅酸乙酯(TEOS)、六甲基二硅氧烷(MM)和二苯基二甲氧基硅烷(DMDPS)为原料合成苯基MDQ硅树脂,然后与聚二甲基硅氧烷硅氧烷、催化剂和交联剂制备得到聚二甲基硅氧烷/苯基MDQ硅树脂弹性体,并研究了催化剂种类和用量、交联剂用量和苯基MDQ硅树脂含量对弹性体性能的影响。结果表明:表干时间随催化剂用量的增加而缩短,拉伸强度和断裂伸长率均随交联剂用量与苯基MDQ硅树脂用量的增加呈先增大后减小的趋势,硬度则随苯基MDQ硅树脂用量的增加而增大。当以螯合型钛酸酯/二月桂酸二丁基锡复合体系为催化剂,用量为0.8%~1.0%,交联剂TEOS用量为6%~8%,苯基MDQ硅树脂用量为30%条件下,制备得到综合性能优良的弹性体,其表干时间为10min、拉伸强度为2.28MPa、断裂伸长率为579%、透光率90%。抽提实验结果显示,苯基MDQ硅树脂与PDMS网络之间发生了化学和物理结合。     

ZrO2薄膜的力学性能和摩擦学性能研究

在单晶硅表面成功地获得了自组装单层薄膜(MPTS-SAM),并将薄膜表面的巯基(-SH)完全氧化成磺酸基(-SO3H),从而获得了磺酸化的MPTS-SAM.采用静电自组装技术成功使ZrO2纳米微粒组装到磺酸化的MPTS-SAM表面获得淀积ZrO2薄膜.将ZrO2薄膜分别在500℃和800℃进行热处理后,ZrO2薄膜的厚度逐渐减小,这可能是随着温度的升高薄膜的表面密度逐渐增大所致.对ZrO2薄膜的力学和抗划伤性能分析发现:随着温度的升高,ZrO2薄膜的硬度和弹性模量依次增加,同时薄膜的抗划伤性能也逐渐提高.摩擦磨损实验表明:利用该方法制备的ZrO2薄膜经800℃烧结处理后适于在低负荷、低滑动速度下作为减摩、抗磨保护性涂层.     

甲基硅油微胶囊/聚苯乙烯复合材料及其摩擦学性能

以甲基硅油为芯材,三聚氰胺-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法合成了具有自润滑功能的微胶囊(MCLMs);以苯乙烯(St)为单体、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、MCLMs为功能填料通过本体浇注法制备了MCLMs/聚苯乙烯(PS)复合材料。采用扫描电镜、透射电镜、纳米压痕仪表征了MCLMs的表观形貌和壳层硬度,通过高速环块摩擦磨损试验机、热重分析和万能试验机评价了复合材料的摩擦磨损性能、热稳定性能和力学性能,对复合材料的磨损形貌进行了观察。结果表明,添加质量分数为15%的MCLMs复合材料在100 N,50 r/min下的摩擦系数为0.22,磨损率降低92%;MCLMs对聚苯乙烯基体增韧效果显著。     

聚醚/二苯甲酮侧基聚硅氧烷的膜形貌及亲疏水行为

用原子力显微镜AFM等仪器研究了单晶硅表面聚醚(PE)/二苯甲酮衍生物(UV)侧基聚硅氧烷PE-PUVSi的膜形貌及亲、疏水特性,探讨了空气湿度对PE-PUVSi膜形貌及表面性能的影响。结果表明,在单晶硅表面PE-PUVSi形成的硅膜呈非均一、微观相分离结构,其中UV侧基以直立纤细尖峰态分布在聚硅氧烷膜表面,而亲水性PE侧基则卷曲堆积成峰包。将PE-PUVSi硅膜在相对湿度(RH)为97%的空气中放置2.5 h,PE-PUVSi膜表面因吸附水而亲水性增加,其原有的纤细尖峰消失,而且膜表面平均粗糙度降低。     

含巯基苯并噻唑官能团润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能

为了开发摩擦性能好的多功能润滑油添加剂,制备了一种分子中含有巯基苯并噻唑官能团的有机硼酸酯化合物添加剂BTSB,采用红外光谱、元素分析等方法对其结构进行了表征.将BTSB加入Priolube 3970多元醇酯基础油中,在四球磨损试验机上考察了BTSB的摩擦学性能.结果表明,制备的BTSB添加剂在基础油中具有良好的抗磨、减摩性能和突出的极压性能,在工业润滑油中具有良好的应用前景.     

羟基驱使苯丙聚合物/SiO_2杂化乳液的合成与成膜

制备了贮存稳定、高无机硅含量（≥21.0%）的聚（苯乙烯-丙烯酸酯）/SiO2杂化乳液（PSE/Si）,考察了甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）含量对杂化乳液微观形态的影响,探讨了成膜过程中Si-O-Si键的形成机理。结果发现,PSE/Si杂化乳液的粒径及其分布系数随着HEMA含量的增加而减小;透射电镜分析显示,m（HEMA...     

纳米TiO2／聚邻氯苯胺复合膜的制备及其电化学性

采用1mol／L硫酸作为介质，扫描速度为100mV／s，扫描电位为-0．2—0．8V，用循环伏安法在纳米二氧化钛（Nano—TiO2）膜电极上实现了邻氯苯胺的电化学聚合，借助透射电镜、X射线衍射仪对制得的Nano—TiO2／聚邻氯苯胺复合膜进行表征。结果表明：复合膜的生成、峰电流的大小受溶液浓度、扫描速度以厦扫描电位的影响，成膜速度随溶液浓度增大而加快，但膜稳定性降低，峰电流随扫描速度和电位增大而提高，可逆性降低，复合膜中TiO2以10-35nm晶粒分散于聚邻氯苯胺中。     

氨基硅油和羧基硅油自组装超分子膜形貌及成膜性

以氨基硅油（ASO）和羧基硅油（CAS）为构筑基元,在乙酸乙酯溶液中自组装形成超分子聚集体ASO/CAS。以单晶硅和棉纤维织物作载膜基质,用原子力显微镜（AFM）、场发射扫描电镜（FESEM）和X射线光电子能谱（XPS）等对ASO/CAS的成膜性及膜形貌进行研究。结果表明,ASO/CAS在单晶硅上形成的膜微观形貌呈规则...     

含NbSe2的铜基电接触复合材料的制备及其真空摩擦学性能研究

本研究采用粉末冶金工艺制备出含纳米NbSe₂(1wt%~9wt%)的铜-石墨自润滑复合材料。在微摩擦试验机及超低温摩擦试验机上进行摩擦磨损实验, 通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM )等分析其物相、形貌及磨痕, 并探讨了该复合材料在大气、真空试验条件下的磨损机理。结果表明: NbSe₂的加入显著提高铜基复合材料的摩擦学性能; 真空干摩擦条件下不含NbSe₂复合材料的摩擦系数有所增大, 但添加NbSe₂(5.5wt%)的自润滑复合材料摩擦系数更小(μ=0.185), 承载能力更高, 其磨损是粘着磨损、接触疲劳磨损共同作用的结果。     

光纤表面Fe-C敏感膜的制备及腐蚀行为研究

金属敏感膜的制备是金属敏感膜光纤传感器的研究重点,本文介绍了这类传感器的原理,并以磁控溅射制备Cr膜作为中间导电层、然后电镀的方法在光纤上制备了Fe-C敏感膜,对其结构和表面形貌进行了分析。通过1%HCl溶液的腐蚀实验发现,在腐蚀过程中输出光功率出现增大现象,而且不同厚度Fe-C敏感膜的光信号响应时间不同。通过微观的腐蚀过程连续观察发现,当敏感膜腐蚀到一定程度后,出现从光纤上脱落的现象。     

多孔PEEK自润滑材料的制备与摩擦磨损性能

采用模压-滤取和高温真空熔渍工艺制备了多孔聚醚醚酮(PEEK)发汗式自润滑材料,并分别考察了成型压力、造孔剂含量和润滑油脂种类对PEEK多孔自润滑材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明,压力为100MPa,NaCl的质量分数为30%,采用通用锂基脂时,所得多孔PEEK自润滑材料的磨损率最低,200N下磨损率为2.73×10-16m3/(N.m),与纯PEEK干摩擦相比耐磨性提高了1245倍,其耐磨性较经典的炭纤维增强PEEK复合材料还提高了32倍。研究表明,多孔结构能够储存润滑油,在摩擦过程中能通过发汗作用在对偶面上形成稳定连续的油膜而起到良好的润滑作用,从而大幅降低复合材料的摩擦系数和磨损率。