多晶及单晶铜的磨损及腐蚀性能研究

对比研究多晶及单晶铜耐磨与耐腐蚀性能。在干摩擦条件不同载荷和速度下考察多晶及单晶铜的摩擦学性能;探讨多晶及单晶铜在3.5%NaCl溶液中的自然腐蚀及电化学腐蚀性能的差异。结果表明:在干摩擦及转速为100~400 r/min条件下,多晶铜的摩擦因数高于单晶铜,磨损量低于单晶铜;在干摩擦及载荷为20~35 N条件下,多晶铜摩擦因数高于单晶铜,磨损量无明显差异;单晶铜在NaCl溶液中比多晶铜具有较强的耐蚀性;多晶铜与45#钢磨损机制以黏着磨损为主,而单晶铜与45#钢的磨损机制以剥层磨损为主。接触表面塑性变形能力以及晶粒取向、晶界分布的差异是影响单晶铜和多晶铜磨损和腐蚀性能的主要原因;含有平直柱状晶晶界的单晶材料具有高取向性,有利于其大塑性变形;择优取向使单晶铜在晶胞尺度上的微观平面排列致密,同时晶界的减少抑制了腐蚀的扩展,从而提高了其耐蚀性。     

干摩擦下速度与载荷对AISI 1045钢磨损行为的影响

为探讨AISI 1045钢的切削、磨削加工过程中材料的磨损机制随加工参数的变化规律,采用CFT-1型多功能材料表面综合性能测试仪对AISI 1045钢进行干摩擦磨损实验,研究干摩擦条件下不同摩擦速度、不同载荷对AISI1045钢磨损行为的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对磨痕表面进行分析。结果表明:随着摩擦速度增大,AISI 1045钢的摩擦因数显著减小,磨痕深度先增加后减少,磨损机制由黏着磨损、磨粒磨损与轻微氧化磨损共同作用转变为氧化磨损、磨粒磨损和局部疲劳剥落;随着载荷增大,摩擦因数均值变化不大,磨痕深度依次增加,磨损机制由轻微黏着磨损和磨粒磨损转变为黏着磨损、磨粒磨损和轻微氧化磨损的共同作用。     

纳米SiO2对火焰喷涂尼龙1010涂层干摩擦磨损性能的影响

为了探讨纳米SiO2(n-SiO2)对火焰喷涂尼龙(PA)1010涂层干摩擦磨损性能的影响,采用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机对不同n-SiO2含量的尼龙1010涂层的干摩擦磨损性能进行了测试;并利用扫描电子显微镜(SEM)对复合涂层的磨损表面进行观察,以探讨n-S iO2对火焰喷涂尼龙1010涂层摩擦磨损性能的影响机制。结果表明:n-SiO2的加入能明显提高尼龙涂层的耐磨性,降低摩擦因数,疲劳磨损、粘附磨损及犁切现象明显减轻;当n-SiO2含量为1.5%(质量分数)时,复合涂层摩擦磨损性能最佳,试验条件下磨损量降低近4倍,摩擦因数降低23%,跑合期降低44%,复合涂层与GCr15钢环对磨时的磨损机制主要为疲劳磨损和轻微的粘附磨损。     

外加电势对304不锈钢在乙酸溶液中腐蚀磨损与重金属迁移行为的影响

探究不同外加电位条件下304不锈钢在体积分数为3%的乙酸溶液中的腐蚀磨损行为及重金属元素的迁移规律;对摩擦过程中不锈钢在3%的乙酸溶液中的电位进行极化扫描,根据得出的极化曲线在阴极和阳极区选定5个电位,考察在不同电位下304不锈钢摩擦因数及腐蚀电流随滑动时间的变化规律,并计算相应的磨损体积;通过磨痕形貌的观察,推测腐蚀磨损机制,并探讨腐蚀磨损过程中304不锈钢中重金属元素的迁移规律。实验结果表明:在阴极区,不锈钢仅受到纯机械磨损作用,随着表面的钝化膜不断去除,摩擦因数逐渐降低,磨损率相对较低;而在阳极区,不锈钢受到磨损与腐蚀的共同作用,摩擦因数逐渐升高,磨损量和极化电流不断增大,在外加电势达到1. 0 V时,不锈钢的磨损体积是OCP (-0.4 V)时的3倍,磨损机制转变为腐蚀磨损、磨粒磨损为主的混合作用机制;同时Cr和Ni 2种重金属元素的迁移量分别达到114、58μg/L。     

表面粗糙度对碳/铜载流摩擦副摩擦磨损性能的影响

通过环-块式摩擦磨损试验研究了表面粗糙度对碳/铜载流摩擦副摩擦磨损性能的影响,并分析了磨损形貌及机制。结果表明:其摩擦因数与电弧行为密切相关,无电弧时摩擦因数曲线平滑;对磨环的表面粗糙度越大越容易产生电弧,电弧的烧蚀导致块试样的磨损加剧;不同表面粗糙度下均存在临界起弧法向压力,且随着表面粗糙度的增大而增大;载流摩擦副的磨损机制主要为磨粒磨损、粘着磨损、电弧烧蚀及材料转移。     

316L不锈钢关节材料的摩擦腐蚀行为

采用UMT-2多功能摩擦磨损试验机和电化学工作站(CHI614E)摩擦腐蚀试验平台,考察医用316 L不锈钢在模拟体液润滑条件下的摩擦腐蚀行为,利用扫描电镜观察摩擦腐蚀的形貌特征。实验结果表明,316 L不锈钢摩擦腐蚀后的腐蚀电位降低,腐蚀电流增大;不同载荷条件下,摩擦腐蚀的摩擦因数均大于纯摩擦下的摩擦因数,且随载荷的增加而减小,摩擦腐蚀电流则随载荷的增加而增大;摩擦腐蚀磨损面的破坏比纯摩擦严重,磨损机制主要表现为犁沟磨损和剪切塑变所造成的局部剥落。     

不同环境气氛对高速干滑动钢/铜摩擦副磨损机制的影响

利用MMS-1G型高温高速销-盘摩擦磨损试验机,以钢/铜摩擦副为研究对象,研究了不同环境气氛对高速干滑动钢/铜摩擦副磨损机制的影响,应用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)对销试样磨损表面进行分析。结果表明:随着pv值的增加,氧气条件下的磨损机制由粘着磨损转变为氧化磨损;氮气条件下的磨损机制由粘着磨损转变为金属流变和磨粒磨损。氮气气氛条件下的摩擦因数和磨损率均高于氧气气氛条件下的摩擦因数和磨损率。     

超声表面滚压处理对45钢摩擦学性能的影响及机理

采用超声表面滚压处理(USRP)技术对45钢表面进行强化处理,通过表面形貌和表层显微组织观察、表面粗糙度和摩擦磨损性能测试,研究了USRP对该钢摩擦学性能的影响及机理。结果表明:USRP试样的表面粗糙度由未处理试样的3.2μm降低到0.23μm;显微组织得到了细化,晶粒取向趋于随机分布,有大角度晶界出现;表面显微硬度比未处理试样的提高约56%,强化层厚度达到400μm;USRP试样的摩擦因数小于未处理试样的,磨损量为未处理试样的1/4;未处理试样磨损过程中表面材料呈"片块状"脱落,磨损机制为黏着磨损,USRP试样磨损表面上存在犁皱形成的沟槽,磨损机制为磨粒磨损。     

酸碱腐蚀对聚酰亚胺/碳纤维复合材料摩擦磨损性能的影响

通过傅里叶红外光谱仪(ATR)、环境扫描电镜(SEM)、摩擦磨损试验机,对聚酰亚胺/碳纤维复合材料在质量分数为10％的HCl和NaOH溶液中腐蚀不同时间后的红外光谱及摩擦磨损性能进行实验研究.结果表明:材料的耐酸性明显优于耐碱性;酸碱处理后材料表面的基团结构发生了相应变化;HCl溶液和NaOH溶液腐蚀环境对材料摩擦因数的影响程度基本相同,处理后摩擦因数都降低,酸蚀环境对材料磨损率的影响不大,而碱蚀环境影响较大;腐蚀环境对材料的裂纹扩展有较明显的加速作用,酸碱处理后材料的磨损机制主要是磨粒磨损和疲劳磨损的综合作用.     

高承载下自润滑纤维织物复合材料摩擦磨损性能

采用轴-瓦式摩擦磨损试验机研究高载荷条件下自润滑纤维织物复合材料的摩擦磨损性能;利用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料以及对偶轴套磨损表面的形貌,并分析探讨摩擦磨损机制。结果表明:自润滑纤维织物复合材料能够承受载荷400 MPa、摆动次数25 000次的摩擦磨损试验,且摩擦磨损性能与载荷有明显的相关性;其摩擦因数随着载荷的增加而变小,磨损深度随着载荷的增加而变大;低载荷条件下,其磨损机制以黏着磨损为主,高载荷条件下,磨损机制以磨粒磨损为主。     

多羟基化改性石墨烯水基润滑添加剂的摩擦学特性

氧化石墨烯(GO)边缘处的羧基为酸性基团,在摩擦过程中会造成金属摩擦副的腐蚀磨损。为减弱GO上羧基的腐蚀磨损,利用甘油与GO反应制备一种多羟基化改性氧化石墨烯(GOOH);利用原子力显微镜(AFM)与扫描电子显微镜(SEM)对改性前后GO的形貌进行观测,利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对其进行结构表征,并评价其在水中的稳定性和腐蚀性;用四球摩擦磨损试验机考察GO和GOOH作为水基润滑添加剂的减摩抗磨性能,用SEM-EDS分析试球表面磨斑形貌及摩擦膜的化学成分组成。结果表明:GOOH能在水中稳定分散,且相比于GO,GOOH对钢球的腐蚀性更弱,摩擦因数及磨斑直径更小,磨斑形状更规则,犁沟更浅。EDS测试结果表明,使用GOOH添加剂的钢球磨损表面碳元素含量较GO更多,说明其能更好地吸附到摩擦副表面起到减摩抗磨的作用。     

纳米锌填充超高分子量聚乙烯复合材料微动摩擦磨损性能

利用热压烧结法制备不同含量纳米锌填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用微动摩擦磨损试验机研究干摩擦条件下纳米锌含量对复合材料微动摩擦磨损性能的影响。利用场发射扫描电子显微对复合材料断面进行分析,采用扫描电子显微镜对材料磨损表面及钢球进行表征,探讨复合材料的磨损机制。研究结果表明:随着纳米Zn含量的增加,复合材料的摩擦因数和磨损率均表现为先降低后升高;当纳米Zn质量分数为1%时复合材料具有最低的摩擦因数和磨损率,且对偶钢球表面形成连续的转移膜;复合材料的磨损机制主要为黏着磨损和磨粒磨损。添加锌纳米颗粒,可以提高UHMWPE复合材料的微动摩擦磨损性能,当纳米锌质量分数为1%时,复合材料具有最低的摩擦因数和最优的耐磨损性能。     

青铜-石墨热喷涂层在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能

在MM-200摩擦磨损试验机上研究了青铜-石墨热喷涂层在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能,采用扫描电镜(SEM)对磨损表面形貌进行了观测和采用X射线能谱分析(XPS)分析了涂层成分。结果表明,在水润滑条件下涂层摩擦因数和磨损率均低于干摩擦条件下;在水润滑条件下磨损机制为轻微磨粒磨损和犁削磨损,在干摩擦下主要是较为严重的粘着磨损和犁削。这是由于水润滑降低了摩擦副界面温度,提高了石墨润滑膜的韧性,改善了润滑效果,从而阻止了粘着磨损的发生,水还促进了钢偶件表面致密氧化膜的形成,从而减轻磨损。因此水润滑对涂层磨损性能有较大影响。     

聚酰胺摩擦学研究进展

聚酰胺(PA)在摩擦材料领域显示出广阔的应用前景,为了进一步改善其摩擦磨损性能,可用固体润滑剂、颗粒填充、纤维增强、混杂增强等对其进行改性。综述聚酰胺的各种摩擦学改性方法及聚酰胺基复合材料的摩擦磨损形式与机制,指出聚酰胺摩擦学改性的发展方向,包括通过建立适当模型进行摩擦行为的模拟及预测,分析复合材料摩擦磨损机制及工况条件的影响;研究填料或增强纤维与PA基体的界面相容性、稳定性,考察其对摩擦磨损性能的影响;结合使用工况条件,遵循摩擦磨损机制,考察不同填料、增强体之间的协同作用,选用不同类型的增强减磨材料组元和功能组元,采用混杂增强改性,制备高性能的功能PA复合材料。     

高频往复条件下M42高速钢干摩擦特性研究

利用高频往复式摩擦试验机,设计正交试验方案,研究法向载荷、工作温度、往复频率和表面渗氮处理对M42高速钢(HSS)摩擦磨损性能的影响,利用扫描电镜(SEM)观察摩擦磨损表面微观形貌,并使用能谱分析功能(EDS)统计磨损微区的元素种类及含量,进而推断磨损机制.结果表明:在高频往复干滑动条件下,往复频率对摩擦系数的影响最显...     

UHMWPE基复合材料在干摩擦和油田污水条件下的摩擦磨损性能

采用模压烧结法制备了超高分子量聚乙烯(UnMWPE)/聚苯酯(Ekonol)复合材料;采用45#钢为摩擦对偶件的往复滑动式摩擦磨损试验机,在室温下测试了Ekonol含量对UHMWPE在干摩擦和油田污水条件下的摩擦磨损性能影响,实验条件为:接触压力7.5 kN、滑动速度1.8 m/min、时间3 h;采用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌并分析了磨损机制.结果表明:填充加%Ekonol可以显著改善UHMWPE的摩擦磨损性能.与干摩擦条件相比,在油田污水条件下,UHMWPE基复合材料摩擦因数提高不明显,但磨损率明显增大;在干摩擦条件下,纯UHMWPE的磨损机制主要为粘着和犁沟效应,UHMWPE/Ekonol复合材料的磨损机制为粘着和疲劳,而在油田污水条件下UHMWPE/Ekonol复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损和疲劳.     

油润滑对镍钨合金刷镀层摩擦学性能的影响

为了将镍基合金刷镀技术应用于机械装备的摩擦构件中,运用电刷镀工艺制备了镍钨合金(Ni-W)镀层,研究了油润滑条件下镍钨合金刷镀层的摩擦磨损行为与机制.研究结果表明:油润滑显著地降低了镍基合金刷镀层的摩擦因数和磨损率,且可使摩擦因数随时间变化的波动幅度大大减少,并有效提高了刷镀层由轻微磨损向严重磨损的临界载荷.低载荷和油润滑条件下,镍钨合金刷镀层磨损机制主要是微观切削磨损和多次塑变磨损;高载荷条件下,镀层的磨损机制表现为微观断裂磨损为主,并伴随晶粒剥落现象.     

多因素影响的格莱圈材料摩擦磨损试验研究*

格莱圈由聚四氟乙烯(PTFE)矩形滑环和丁腈橡胶(NBR)O形圈组成。为了研究不同因素对于格莱圈密封材料摩擦磨损性能的影响,利用UMT-3多功能摩擦磨损试验机,通过改变往复频率、粗糙度、润滑状态研究格莱圈材料与45钢配副时的摩擦磨损性能,利用SEM对试块试验前后表面形貌进行观测,并对摩擦磨损机制进行分析。试验结果表明:在干摩擦和滴油润滑条件下PTFE材料相比NBR材料具有更为优异的摩擦磨损性能;NBR材料表面粗糙度过高或过低都会导致摩擦因数升高,表面粗糙度对具有自润滑性能的PTFE材料的摩擦因数影响不大;高往复频率会使NBR材料摩擦因数降低,过高或过低的往复频率都会使PTFE材料摩擦因数降低;NBR材料的磨损形式以磨粒磨损和黏着磨损为主,PTFE材料以黏着磨损和疲劳磨损为主。     

石墨烯在水中的分散稳定性及其减摩性能研究

考察不同分散剂对石墨烯在水中的分散稳定性的影响,研究不同石墨烯含量、不同试验载荷和频率下石墨烯水溶液的减摩性能,分析石墨烯水溶液润滑下GCr15/45#钢摩擦副表面的形貌,初步探讨其减摩机制。结果表明,分散剂KH560和CTAB可以改善石墨烯在水中的稳定分散性能,而且能降低石墨烯水溶液的摩擦因数,随着分散剂含量的增加,石墨烯水溶液的摩擦因数呈降低的趋势;石墨烯水溶液的减摩性能与试验载荷、频率等因素有关,其中载荷对石墨烯水溶液的减摩性能影响较大;去离子水润滑时GCr15/45钢摩擦副表面摩擦机制为腐蚀磨损和磨粒磨损,石墨烯水溶液润滑时摩擦机制为磨粒磨损。     

高速干滑动条件下钢/铜摩擦副摩擦磨损表面摩擦热规律研究

利用MMS-1G高温高速销-盘摩擦磨损试验机,以钢/铜摩擦副为研究对象,进行摩擦磨损试验,使用热电偶对摩擦表层进行测温,应用JSM-5610LV型扫描电子显微镜对摩擦表面进行观察,研究在高速干摩擦条件下摩擦热的影响因素及对表面磨损机制的影响。结果表明:摩擦表面的温度随着速度、载荷的增加而增加;在摩擦初期摩擦温度显著增加,摩擦因数快速下降,当达到某一数值后形成一个动态的平衡;随着摩擦温度的升高,磨损机制发生转变,由粘着磨损转变为磨粒磨损和粘着磨损共同作用。