胍盐离子液体的合成及其对钢/钢摩擦副的摩擦性能研究

采用先溴化再置换的方法合成了两种胍盐离子液体,利用热重分析仪评价了离子液体的热稳定性。研究了这两种胍盐离子液体的摩擦学性能,在扫描电子显微镜下观察了磨斑表面形貌,并与膦嗪以及全氟聚醚和烷基咪唑离子液体进行对比。用X射线光电子能谱仪(XPS)分析了润滑机理。结果表明:与膦嗪、全氟聚醚以及烷基咪唑离子液体相比,胍盐离子液体对钢/钢摩擦副具有非常好的润滑作用,其承载能力最强,摩擦系数最小,磨痕最浅,并且增长链长可以有效地提高其减摩抗磨效果。     

工程陶瓷-典型金属摩擦副的摩擦学性能及组合优化

以Si3N4,SiC,ZrO2分别与45钢,GCr15,锡青铜QSn4-3,锡基巴氏合金ZChSnSb8-4组成的摩擦副为研究对象,对微量润滑条件下的工程陶瓷-金属摩擦副进行了摩擦磨损正交实验。结果表明:陶瓷-金属摩擦副整体具有良好的摩擦学性能,摩擦因数为0.1~0.25,陶瓷和金属偶件的磨损率均较低,为10-7 mm3/(N·m)数量级。其中,Si3N4-巴氏合金的摩擦因数最低,SiC-巴氏合金的磨损率最小。Si3N4具有自润滑特性,摩擦表面能够形成氧化膜,使其与金属组合具有较佳的摩擦学性能。锡基巴氏合金作为对磨件,易与陶瓷形成金属化合物润滑膜,其摩擦性能优于其他三种金属,Si3N4-锡基巴氏合金组合摩擦学性能最为优异。     

硼化含氮杂环润滑材料的研究进展

硼化含氮杂环润滑材料优异的综合性能,已在现代摩擦与润滑领域引起了广泛关注。本文对其摩擦学性能、抗水解性能、抗氧抗腐性能和复配性能等做了系统评述,并对润滑材料研究和应用方面的问题作了初步总结,期望能够为硼化含氮杂环润滑材料的实际应用起到一定的指导作用。     

海洋环境下关键摩擦副材料的摩擦学研究现状与展望

海洋是人类生存的基本空间,也是保证人类社会持续发展的宝库。关于海洋环境下材料的摩擦学研究,不仅促进了海洋工程装备的开发,而且也为海洋工程装备的关键摩擦副材料提供了有力支撑。但海洋环境下的摩擦磨损严重制约了海洋专用材料的应用与发展,主要原因是海水介质复杂,以及腐蚀与摩擦的交互作用等。因此,研究和探讨海洋环境下关键摩擦副材料的摩擦学是提高我国海洋工程装备整体水平的重要途径。对海洋环境下关键摩擦副材料的摩擦学研究进行汇总与分析,着重介绍了金属与金属配副、陶瓷与金属配副、聚合物与金属配副、聚合物与陶瓷配副等在海水环境下的摩擦学研究现状,并结合摩擦副材料的摩擦学研究现状及发展趋势,对海洋环境下关键摩擦副材料的摩擦学研究进行了展望。     

45钢上Ni-W-Co-B4C复合镀层的制备及其摩擦学性能

利用电沉积技术在45钢表面制备了Ni-W-Co-B4C复合镀层,并研究了油润滑磨损条件下Ni-W-Co-B4C复合镀层的磨损特性.结果表明,Ni-W-Co镀层磨损形貌中有很深的犁沟,局部并有黏着磨损的特征,镀层的抗磨损性能较差;加入B4C颗粒的Ni-W-Co-B4C复合镀层磨损形貌试验中的犁沟较浅,没有发现黏着磨损现象,但B4C颗粒与金属基体结合不牢,有颗粒脱落现象.B4C颗粒含量、大小和载荷都对复合镀层的耐磨性有影响.当镀层中含有20%(体积分数)的B4C颗粒时,磨损性能最好.     

缸套/活塞摩擦副激光束织构处理镀层的组织及摩擦学性能分析

为提高发动机用缸套/活塞摩擦副的润滑磨损性能,对缸套/活塞摩擦副进行激光束织构处理,之后于含颗粒质MoS2和Al2O3的镍基镀液中在其表面制备镀层,利用MoS2和Al2O3的自润滑功能降低活摩擦副的摩擦作用力,采用扫描电镜、X射线衍射仪及磨损试验研究了镀层的微观组织、成分及摩擦学性能。结果表明:镀层内形成了致密组织结构,其厚度约为35μm;在颗粒质浓度为6 g/L时制得了硬度最大的镀层;随着颗粒质浓度不断上升,制得的镀层内也形成了更高含量的MoS2和Al2O3;在颗粒质浓度6 g/L时,镀层达到最大硬度,磨损率也明显减小;没有经过激光束织构处理的镀层磨损得很严重,划痕较为密集,犁沟也较深,而且犁沟之间存在一定的黏连;经过激光束织构处理所得镀层的划痕深度明显降低,基本看不到犁沟现象。     

含磷润滑添加剂在钢-镁摩擦副间摩擦学特性的研究

利用MRH-3环块摩擦试验机实验考察了4种商用含磷润滑添加剂在钢-镁摩擦副间的摩擦学性能.研究表明:考察的磷酸酯能显著提高基础油的承载能力,且比基础油具有更优良的减摩效果;但在轻载下导致的镁合金体积磨损量均较基础油大.探讨了磷酸酯添加剂摩擦学特性与其反应活性的相关性.     

舰用新型低噪声水润滑轴承材料硬度与摩擦性能

主要研究新研制的舰用低噪声水润滑轴承材料硬度和摩擦性能。针对舰用水润滑轴承低噪声设计要求,采用纳米粒子改性丁腈基橡塑复合材料制备新型水润滑轴承材料,并测试其在干态和水润滑状态下的摩擦性能。结果表明,新研制的85 A硬度的低噪声水润滑轴承材料的摩擦系数小于76 A硬度的低噪声水润滑轴承材料的摩擦系数,它既具有较高的硬度,也具有优良的摩擦性能,能够满足舰用水润滑轴承低噪声设计要求。     

无氢DLC涂层的摩擦学性能

为了探究轮胎模具无氢类金刚石(DLC)涂层的摩擦学特性,增强轮胎模具的易脱模、防粘、自清洁性能以及提高轮胎质量与服役寿命,以轮胎模具常用的35钢为基体,利用电弧离子镀在基体试样上制备无氢DLC涂层,对涂层Raman光谱、表面粗糙度、表面微观形貌、纳米硬度、结合力和摩擦系数进行了分析,着重研究涂层摩擦前后表面微观形貌的变化以及摩擦磨损机理。结果表明:通过改变表面粗糙度可以有效降低涂层的摩擦系数,涂层摩擦系数随粗糙度减小而显著降低;在140℃高温条件下,摩擦系数最小低至0.363 4,且涂层纳米硬度可达32.45 GPa,弹性模量高达348.94 GPa。无氢DLC涂层完全满足轮胎模具减摩耐磨和自清洁性的使用要求,为制造高性能轮胎模具提供了一种可行的工艺选择。     

纳米粒子改善润滑油摩擦磨损性能的研究

利用MM200型磨损试验机研究了纳米粒子作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能.实验结果表明:纳米粒子能明显地提高润滑油的抗磨减摩性能.并利用光学显微镜和扫描电子显微镜 (SEM) 观察了磨痕形貌,分析了纳米粒子在磨痕表面分别以"垫片"和"轴承"形式参与润滑.     

碳纳米管掺杂Fe3Al基复合摩阻材料的摩擦磨损特性研究

采用冷压烧结法制备了CNTs-Fe3Al基复合摩阻材料。经添加0.5%~5%CNTs、1%~5%Al2O3,研究了掺杂物含量及摩擦载荷对摩阻材料摩擦磨损性能的影响,并采用SEM对材料初始表面形貌及磨损形貌进行了观测。结果表明,随着CNTs及Al2O3含量的逐渐增加,磨损方式将由磨粒磨损向疲劳磨损转变。添加CNTs时,摩擦系数先降低后升高再降低;添加Al2O3时,摩擦系数不断升高。加入0.5%CNTs、3%Al2O3可制备平均摩擦系数0.7,硬度295.8HV的摩阻材料。     

有机复合摩擦材料的成分优化及其对摩擦性能的影响

采用正交试验设计方法对有机复合摩擦材料的成分进行优化,利用MMS-2A摩擦磨损试验机对材料的摩擦系数进行测试,用比磨损率表征复合材料的磨损性能,并通过极差法对试验结果进行了分析。用Leica体式显微镜和3D激光共聚焦显微镜观察了材料摩擦磨损后的表面形貌,探索了不同成分下合成材料的摩擦磨损机理。结果表明:改性酚醛树脂对材料的平均摩擦系数和比磨损率的影响最大。摩擦系数较优的组合为A1B1C2D2,比磨损率较优的组合为A3D1C1B3。树脂含量较少时,摩擦表面的摩擦膜较少,犁沟较深,呈严重的磨粒磨损特征;随树脂含量增加,摩擦表面形成完整且连续的摩擦膜,犁沟较浅,材料的主要磨损形式为粘着磨损和磨粒磨损。     

2种改性聚四氟乙烯固体润滑剂的摩擦学二次转移行为

为改善聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的性能,将青铜粉(Bronze)、聚酰亚胺(PI)填充PTFE材料对其进行改性,采用冷压成型、自由烧结工艺分别制备了2种固体润滑剂,在改装的M-2000型摩擦磨损试验机上考察了2种固体润滑剂的二次转移性能;用扫描电子显微镜对上试样的磨损表面进行观察和分析。结果表明:PTFE复合材料作固体润滑剂所形成的二次转移能够改善体系的摩擦学性能,填料的加入增强了PTFE复合材料转移膜与底材的结合强度,起到了保护金属表面的作用;PTFE/Bronze比PTFE/PI的复合材料更适宜作润滑源使用。     

碳纤维/碳基摩擦材料的摩擦学性能研究

为适应坦克装甲车辆对摩擦系统高能量密度的要求,采用树脂浸渍碳化工艺制备了碳纤维/碳基摩擦材料,通过离合器试验台对材料进行了摩擦磨损试验,并使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和3D激光形貌仪对材料表面形貌和磨屑形貌进行了分析。结果表明,碳纤维/碳基摩擦材料的动摩擦系数稳定(μ=0.11);摩擦扭矩曲线平滑,制动平稳性好;体积磨损率为3.2×10-8 mm3·J,耐磨性好;耐热系数达43 900J2·mm-4·s-1,可以在高能量密度工况下使用。碳纤维/碳基摩擦材料与钢对偶片之间的主要磨损机制为犁沟磨损和磨粒磨损。     

石墨粒度对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用湿法工艺制备了4种不同石墨粒度的纸基摩擦材料, 利用惯量摩擦试验机研究了石墨粒度对摩擦力矩曲线和动、静摩擦系数及磨损率的影响; 并对不同压力和转速条件下动摩擦系数的变化趋势进行了研究. 利用扫描电子显微镜观察了磨损后纸基摩擦材料的表面形貌. 研究结果表明: 随着石墨粒度的减小, 制动时间增加, 摩擦力矩曲线中间部分趋于平直; 动、静摩擦系数减小, 磨损率降低. 同时, 动摩擦系数随着制动压力和转速的增加而减小. 循环制动过程中, 石墨粒度较小的试样制动稳定性较好. 随着石墨粒度的减小, 摩擦表面形成了润滑性能良好的固体润滑膜, 有利于提高材料的耐磨性能.     

CPR/NR和高性能填料对复合摩擦材料力学性能的影响

通过干法热压成型工艺制备性能优异的复合摩擦材料,研究了高性能填料以及改性酚醛树脂与丁腈橡胶质量比(CPR/NR)对复合摩擦材料性能的影响规律。对材料的摩擦磨损性能与力学性能进行了测试,借助热分析仪测试其耐热性能,并利用激光共聚焦显微镜、扫描电镜对表面形貌进行了观察和分析。结果表明,复合摩擦材料的密度、压缩强度、压缩模量、硬度随橡胶含量的减少而增加,冲击强度则呈相反的趋势。橡胶含量的减少,树脂比例的增加,使复合摩擦材料的耐热性得到提高,促进了第二接触面的形成,使摩擦系数与磨损率降低。高性能填料含量较低时,材料表面形成大且连续的第二接触面,第二接触面使摩擦系数、比磨损率降低,复合摩擦材料的主要磨损形式为粘着磨损与磨粒磨损;填料含量的增加会阻碍第二接触面的形成,使材料摩擦系数和比磨损率逐渐增大,材料的磨损形式由粘着磨损、磨粒磨损转变为磨粒磨损和疲劳磨损。     

C/C复合材料摩擦磨损性能研究

综述了国内外对C/C复合材料摩擦磨损性能的研究现状.指出C/C复合材料的摩擦磨损机理为机械磨损和氧化磨损,在高温下(500℃以上)C/C复合材料的磨损是机械磨损和氧化磨损共同作用的结果,而氧化是磨损的根本原因;影响C/C复合材料摩擦磨损性能的因素有材料本身的因素,如复合材料的热解炭结构、密度、石墨化度、防氧化涂层等,也有实际操作条件的因素如刹车环境、刹车过程中的刹车速度、刹车能量等.提出对不同工艺制备的C/C复合材料的摩擦磨损性能有待于进一步研究.     

新型SiC光学材料的制备及应用

随着空间成像技术的发展,当今各科技大国均加大了对新型光学材料的制备及应用的研究工作.近年来新近兴起的新型SiC材料因其良好的热稳定性、高比刚度、低密度、易于轻量化等优点,而成为未来空间相机主光学成像元件的首选材料.本文结合当前国内外SiC材料研究进展,介绍了新型SiC光学材料常用的几种制备技术及相关应用,对其制备方法和...     

SiO_2对MoS_2/酚醛环氧树脂涂层原子氧辐照前后组成与性能的影响

为了有效降低低轨道原子氧辐照对黏结固体润滑涂层摩擦学性能的影响,满足航天器机械运动机构对空间润滑材料高可靠、长寿命的要求,在MoS_2/酚醛环氧树脂涂层中添加六甲基二硅胺烷修饰的SiO_2,制备了复合涂层,并用原子氧地面模拟装置进行辐照.分别采用X射线光电子能谱(XPS)、CSM摩擦磨损试验及扫描电子显微镜(SEM)分析了涂层原子氧辐照前后的化学组成、摩擦磨损性能及磨痕形貌.结果表明:添加SiO_2在一定程度上提高了MoS_2/酚醛环氧树脂涂层的抗原子氧剥蚀和摩擦磨损性能;添加2%SiO_2的涂层在原子氧辐照前后摩擦系数最低,耐磨性能最佳;当SiO_2添加量为1%时,涂层辐照前后的耐磨寿命最长.