超细CeO2粉体的制备及其紫外线吸收性能

用碳酸氢铵作沉淀剂通过添加NH4NO3和(NH4)2CO4两种不同的试剂制备了超细CeO2粉体.采用X射线衍射、BET和激光散射的方法研究了不同灼烧温度下粉体粒径的变化规律,并研究了粉体粒径对紫外线吸收的影响.结果表明:NH4NO3和(NH4)2CO4作为添加剂可以制得一次粒径在10～100 nm的纳米粉体,团聚粒径在200～300 nm分散性好的超细CeO2粉体.X射线衍射和BET测得的一次粒径随灼烧温度升高呈明显增大的趋势,激光散射测得的团聚粒径随灼烧温度变化不明显.CeO2粉体分散在去离子水中的吸收光谱研究表明,粉体一次粒径大小对光的吸收效果有明显影响,粒径小,紫外线吸收效果好,可见光穿透性强,粒径增大,粉体将失去紫外线吸收效果,紫外吸收受粉体的团聚粒径影响不大.     

铜纳米添加剂的制备及其摩擦学性能分析

采用KBH4液相还原法制备了纳米铜颗粒,通过X射线衍射和透射电镜分析,得出所制备的纳米铜颗粒的粒径约为20nm的圆球形颗粒。分析了表面修饰的纳米铜颗粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能和作用机理,结果表明纳米铜的加入,能在磨损表面形成一层润滑性的铜膜,从而能够有效地改善润滑油的抗磨减摩性能,降低润滑油的摩擦因数,减小摩擦副的磨损量,并得出纳米铜添加剂的最佳用量。     

纳米CeO2/Zn复合材料制备及其性能研究

采用高能球磨法制备了纳米CeO2/Zn复合粉末,用粉末冶金真空热压烧结制备了纳米CeO2/Zn复合材料块体;利用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）等测试分析手段,对复合粉末、块体组织结构进行了研究;比较了不同纳米CeO2含量的Zn复合材料的耐蚀性和硬度并优选出耐蚀性和硬度最好时CeO2的最佳含量范围.结果表明,纳米CeO2颗粒的加入能显著提高金属的耐蚀性、硬度和金属结构的致密均匀性.并于纳米CeO2含量在1%时显示了最佳的耐蚀性、硬度和微观组织结构.     

片状纳米MoS2的制备及其在油润滑中的减摩抗磨性能研究

目的探究片状纳米MoS_2的制备工艺及其在油润滑中的减摩抗磨性能。方法以钼酸钠和硫脲为原料,采用水热反应法在220℃条件下制备片状纳米MoS_2,利用红外(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、能量色散谱仪(EDS)表征纳米颗粒的化学成分、晶体结构等理化性质。使用硅烷偶联剂(KH570)对其进行表面包覆改性,并使用超声处理将其分散到石蜡油中,形成润滑油分散体系。采用球-盘式摩擦磨损试验机对其作为添加剂在润滑油中的减摩抗磨性能进行考查,通过SEM、EDS等结果建立理论模型,并探究其减摩抗磨机理。结果制备出粒径在30~100 nm的片状纳米级MoS_2。石蜡油中添加片状纳米MoS_2可以显著改善其摩擦学性能。当添加量为1.0%(质量分数)时,摩擦系数比用纯石蜡油低约53.4%,磨斑直径比用纯石蜡油降低约41.1%。当用纯石蜡油作为润滑剂时,对偶盘磨损表面表现出了明显的犁沟磨损,而当用纳米润滑油作为润滑剂时,对偶盘的磨痕宽度最高降低了43.9%。结论片状纳米MoS_2可随润滑油流动进入摩擦接触界面,并随着界面的相对滑动吸附在摩擦表面形成沉积膜,从而达到减摩耐磨的效果。     

化学复合镀Ni-Mo-P/CeO2镀层结构与摩擦学性能研究

为研究CeO2稀土添加对Ni-Mo-P化学镀层结构及性能的影响,采用化学复合镀技术,在GH4169镍基高温合金表面制备Ni-Mo-P镀层、Ni-Mo-P/CeO2复合镀层,并对其进行400℃热处理。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）对镀层组织结构、元素组成、相结构进行分析。采用显微硬度计、纳米压痕仪、球-盘式摩擦磨损试验机、三维表面轮廓仪对镀层力学性能和摩擦学性能进行分析。结果表明:Ni-Mo-P镀层分布有典型的球状结构,为纳米晶和非晶混合的混晶态结构,结晶化程度只有16%。加入CeO2颗粒后Ni-Mo-P/CeO2复合镀层内分布有孔洞,镀层粗糙度增加,镀层结晶化程度提高至51%。400℃热处理后镀层内析出纳米晶Ni3P相,镀层结晶度增大,镀层内孔洞消失,组织致密度获得改善。添加CeO2颗粒使镀层的硬度有所降低,热处理可明显提高镀层的硬度;热处理后Ni-Mo-P镀层硬度从镀态的645HV上升至1378HV,Ni-Mo-P/CeO2复合镀层硬度由镀态的546HV提高至1141HV。400℃热处理可以明显提高镀层的耐磨性能;CeO2颗粒的添加提高了镀层的韧性,抑制了磨损过程中裂纹的产生,使得复合镀层具有优良的耐磨性能。     

Zn/纳米CeO2复合镀层的制备及电化学性能研究

纳米粒子具有一系列特殊的性能,采用电镀的方法在镀层中添加纳米颗粒可改善镀层的某些性能.利用纳米稀土氧化物在基体相中的补强作用以及可能赋予镀层某些新性能的特点,采用复合电镀的方法制备了Zn/纳米CeO2复合镀层,分析了镀液中CeO2颗粒悬浮量、阴极电流密度和镀液温度等因素对复合镀层中纳米CeO2复合量和膜层质量的影响,用正交试验法优选了各工艺参数.采用电化学方法研究了Zn/纳米CeO2复合镀层的耐蚀性.结果表明:复合镀层晶粒细小,平整光滑,显微组织均匀、致密,且镀层耐蚀性能比相同电镀条件下制得的纯锌镀层有所提高.     

纳米粒子对钢/钢摩擦副摩擦学性能影响的试验研究

选用合成极压蜗杆油、未加油性剂和极压剂的半成品蜗杆油作为基础试验油 ,将超微金刚石粉、纳米铁粒子和纳米铜粒子分别以两种不同质量比分散到半成品蜗杆油中。在 MM-2 0 0型磨损实验机上 ,考察纳米粒子的抗磨减摩性 ,并与传统的油性剂、极压剂进行比较。同时探索应用于钢 /钢副硬齿面的新型抗磨减摩添加剂。试验结果发现 :平均粒径尺寸为 5 nm的超微金刚石粉具有优于传统油性剂、极压剂的抗磨减摩性能 ,可以大大降低钢 /钢副的摩擦 ,减小磨损。但钢 /钢副中不宜使用含有纳米铁粒子的润滑油。     

含纳米金刚石润滑油减摩抗磨添加剂的摩擦学性能

研制了一种含纳米金刚石润滑油节能抗磨添加剂，对其摩擦学性能及机制进行了研究。结果表明：所研制的含纳米金刚石润滑油抗磨添加剂上有优异的摩擦学性能，摩擦表面存在含金刚石的表面膜。     

有机钼为润滑油抗磨减摩添加剂的摩擦学性能研究

用四球摩擦磨损试验机考察了两种油溶性有机钼(二硫代磷酸氧钼、二硫代磷酸钼)抗磨减摩添加剂在液体石蜡基础油中的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜对边界润滑状态下形成的磨斑形貌和表面膜的元素组成进行了分析。试验结果表明:两种有机钼添加剂均具有优异的抗磨减摩性能和极好的承载能力。其中二硫代磷酸钼添加剂使基础油的抗磨性能提高53 %,减摩性能提高40 %,极压承载能力提高一倍多。SEM分析显示钢球表面的磨痕和犁沟较浅,且有含硫和钼的沉积物生成。由此推断出有机钼添加剂在摩擦副表面形成吸附膜,部分吸附膜通过摩擦化学反应生成了具有抗磨减摩作用的MoS2和FeS膜,从而起到了改善摩擦磨损性能的作用。     

基于原位摩擦化学处理技术改善金属材料的摩擦学性能

针对摩擦磨损引起的材料失效和机械设备损坏状况,基于原位摩擦化学处理技术研制了一种抗磨、减摩和润滑性能优异的摩擦处理剂.采用四球式摩擦磨损试验机和球-盘式高温摩擦磨损试验机设计了摩擦化学处理试验,通过改变加载负荷、温度、摩擦副材质和摩擦副之间的接触形式等试验参数考察了摩擦处理剂的抗磨减摩性能,采用SEM、EDS和XPS分析了摩擦处理剂的摩擦化学作用机理.结果表明在摩擦过程中,摩擦处理剂在金属表面原位形成了含MoS2、FeS和FePO4等减摩润滑效果良好的摩擦化学反应膜,从而显著的改善了金属材料的摩擦学性能,其抗磨性能和减摩性能分别较普通油提高了38%和46%.     

负载纳米CeO2的多孔银的制备、表征及SERS研究

采用NaOH溶液腐蚀Ag/CeO2/ZnO前驱体,制备出含有纳米CeO2微粒的多孔银复合材料。随着ZnO组元被溶解,CeO2微粒均匀分散到纳米多孔银的内表面。形貌表征表明,通过调节前驱体中ZnO的含量可细化纳米多孔AgCeO2复合材料的微观结构,当ZnO加入摩尔分数为70%时,CeO2微粒尺寸为6 nm。表面拉曼增强效应(SERS)测试表明,CeO2纳米微粒的形成和分散显著增强了多孔银的SERS性能;该复合材料在可见光条件下能够降解罗丹明(R6G)并有较好的自清洁性。     

非硫磷有机钼的摩擦学性能研究

目的 研究非硫磷有机钼的摩擦学性能,以满足发动机润滑油低黏度化发展的需求。方法 实验室合成了一种新型不含硫磷元素的油溶性有机钼添加剂（SPFMo）,并将其按照不同质量分数添加到0W20润滑油中,利用四球摩擦磨损试验机,详细分析了不同SPFMo添加量、温度、载荷和速度对SPFMo在0W20中摩擦学性能的影响,并采用3D激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对磨痕形貌和成分进行分析。 结果 SPFMo具有优异的减摩抗磨性能,可以使0W20的摩擦系数和磨斑直径均减小,摩擦过程中Mo元素会发生富集,生成包含MoS2、MoO3等物质的摩擦化学反应膜,从而实现减摩、抗磨和自修复。确定了SPFMo在0W20中可以发挥良好摩擦学性能的添加量和使用温度区间分别为0.25%~0.5%和100~130 ℃,120 ℃时,0.5%SPFMo能够使0W20润滑油的COF降低27.5%,磨斑直径降低7.8%。0W20+0.5%SPFMo润滑油的COF,随着温度的升高先减小后增大,随着转速的增大而减小,随着载荷的增大而增大;0W20+0.5%SPFMo润滑油的磨斑直径,随着温度的升高先减小后增大,随着转速和载荷的增大而增大。结论 SPFMo的添加可有效提高润滑油的摩擦学性能,研究结果可为新型发动机低黏油润滑添加剂的设计和选择提供参考。     

TiN/BN与AlN/BN纳米混合添加剂的摩擦学性能研究

目的探究TiN/BN与AlN/BN两类纳米混合添加剂在油润滑中的摩擦学性能,分析纳米润滑油润滑机理。方法以油酸作为分散剂,提高纳米添加剂在基础油中的分散性能,利用MRS-10A型四球摩擦磨损实验机对不同混合比例、不同添加浓度的TiN/BN与AlN/BN纳米润滑油进行摩擦学性能测试,使用扫描电镜观察磨斑表面形貌,用EDS和XPS检测磨斑表面元素种类及相应化合价态。结果经油酸分散的混合纳米粒子的质量比为1︰1时,纳米润滑油表现出最好的抗磨减摩性能。其中TiN/BN纳米混合添加剂的质量分数为0.6%时,磨斑直径和摩擦系数较基础油分别降低34.97%和16.75%,最大无卡咬负荷提高65.96%;AlN/BN纳米混合添加剂的质量分数为0.2%时,磨斑直径和摩擦系数较基础油分别降低24.49%和11.76%,最大无卡咬负荷提高38.30%。磨斑表面磨痕沟槽深度、宽度减小,表面粗糙度明显降低。结论分散在油液中的AlN、BN、TiN纳米粒子进入摩擦副间发挥承载支撑作用,将滑动摩擦变为滑动-滚动混合摩擦,降低摩擦磨损。进入摩擦副间的AlN纳米粒子由于高表面能特性,沉淀吸附于摩擦表面凹坑处,修复磨损表面,TiN、BN纳米粒子与摩擦表面发生化学反应,生成由Fe-O、Ti-O、BO_x及TiN_xO_y等物质所构成的自修复膜,表现出较好的抗磨减摩及自修复性能。     

纳米铜颗粒作为50CC润滑油添加剂的摩擦学性能研究

在球盘式与环块式摩擦磨损试验机上考察了有机物修饰的纳米铜颗粒作为50CC润滑油添加剂的摩擦磨损性能,采用SEM和EDS分析了磨损表面形貌和表面膜元素组成及含量。结果表明:采用有机物修饰的纳米铜颗粒作为添加剂在润滑油中存在一个最佳的添加量,在此浓度下的润滑油在不同载荷条件下都具有良好的抗磨减摩性能,纳米铜粒子的加入还在一定程度上提高了油品的承载能力,降低了摩擦热。综合分析认为,纳米铜颗粒的摩擦学作用机制是在摩擦接触区高温高压的作用下形成低剪切强度的铜保护膜。     

微纳米层状硅酸盐矿物润滑材料的摩擦学性能研究

对微纳米层状硅酸盐矿物粉的摩擦学性能进行了研究.将微纳米层状硅酸盐矿物质量比为0.5%分散在汽油机润滑油SJ10W/40中,利用摩擦磨损实验机考察其减摩抗磨及自修复性能,与润滑油SJ10W/40进行对比.采用扫描电子显微镜(SEM)分析试样磨痕表面的形貌和元素组成,并进行了EDS能谱分析.试验结果表明:与润滑油SJ10W/40相比,含层状硅酸盐矿物油样润滑的摩擦副,摩擦因数降低了71.6%.SEM分析表明磨痕处有着与基体材料不同的修复区域,该修复区域沉积着Si、Mg等元素.这些说明微纳米层状硅酸盐矿物润滑材料具有优良的减摩抗磨和自修复性能.     

新型Ag/SnO_2/CeO_2电器触头材料的制备及其电气性能的研究

为了改善现有Ag/Sn O2电器触头材料的机械性能和电气使用性能,制备了以Ag为基体、Sn O2为增强相、Ce O2为添加剂的一种新型Ag/Sn O2/Ce O2电器触头材料。首先,采用液相原位化学法制备了弥散分布的纳米Sn O2-Ce O2复合粉末,结合微观分析手段测试,研究了稀土氧化物Ce O2对Sn O2相成分和微观结构的影响。接着,采用粉末冶金工艺制备了新型Ag/Sn O2/Ce O2电器触头材料,并对材料的物理和机械性能以及温升、额定接通与分断能力等电气使用性能进行了测试和分析。测试结果表明,本研究制备的新型Ag/Sn O2/Ce O2电器触头材料的电气使用性能优于国内现有的Ag/Sn O2触头材料。     

CeO2对镍基碳化钨激光熔覆层组织和耐腐蚀性能的影响

采用Ni60 70wt%镍包碳化钨合金粉末在45钢基材表面进行了激光熔覆.对比研究了添加不同量CeO2在不同激光功率条件下对激光熔覆层的显微组织、裂纹情况、硬度分布及耐腐蚀性能的影响.适量CeO2的加入能使镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层组织细化,裂纹大为减少甚至消失,宏观质量得到显著改善.添加适量CeO2的激光熔覆层的耐腐蚀能力比不含CeO2的激光熔覆层要高且显著优于0Cr18Ni9不锈钢.     

MoS2/MAO耐磨减摩复合涂层的制备和摩擦学行为研究

目的 采用两步法在铝合金表面制备MoS2/MAO耐磨减摩复合涂层,并考察其摩擦磨损行为特点。方法 通过微弧氧化(MAO)技术和原位水热法在7075铝合金表面构筑MoS2/MAO耐磨减摩复合涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和Raman光谱对膜层的微观形貌和组成进行表征。利用摩擦试验机测试试样的摩擦性能,并通过三维轮廓仪分析磨痕形貌。结果 MAO膜层主要由Al2O3构成,含有少量SiO2,表面为典型的多孔结构,存在大量微孔,粗糙度较大。MoS2/MAO耐磨减摩复合涂层中的MoS2颗粒较均匀地填充在MAO微孔中,并覆盖在凹陷内,使得表面平整光滑而致密。摩擦测试结果表明,MAO涂层能够提高基体的承载能力,但其摩擦因数较大,波动较大。MoS2膜层为MAO提供了良好的润滑改性作用,使其摩擦因数减小。结论 MoS2/MAO耐磨减摩复合涂层能够显著提高基体的摩擦磨损性能。在低载荷下,MAO硬质涂层起着很好的承载作用,MoS2颗粒层起着润滑减磨作用,使摩擦因数始终较低且平稳;在高载荷下,MAO层表面的微凸体在应力作用下破碎,硬质磨粒和MoS2颗粒分布在磨损面,部分被挤出磨痕区,导致摩擦因数不断增大。