金属纤维基自润滑材料的研制

用粉末冶金工艺制造了以锡青铜纤维为基体 ,MoS2 为固体润滑剂的固体自润滑材料。研究了其力学性能、摩擦磨损性能和显微结构 ,并与以锡青铜粉为基体 ,MoS2 为固体润滑剂的固体自润滑材料进行了性能对比。试验表明 :金属纤维基材料有高的强度、高的塑性和良好的渗透性。其抗拉强度和冲击韧性分别为粉末基材料的 2～ 6倍和 2～ 8倍 ,良好的渗透性能源于纤维体通孔多和具有蜂窝结构 ,便于润滑剂的渗透、贮存和输送。     

Y7飞机铁基刹车材料的研制

本文依据各种组元对摩擦材料摩擦磨损性能的不同影响,通过对加入Cu、Ni、Mn、Mo、C基体组元;MoS₂、BaSo₄、Sn、Pb润滑组元;SiC、Al₂O₃、SiO₂摩擦组元材料的摩擦摩损性能、抗卡滞性能等方面的研究试验,研制成功Y7铁基刹车材料。经地面模拟试验、飞行试验和长时间的航线使用证明,该材料摩擦摩损性能优良,比原用钢基摩擦材料使用寿命提高3倍以上。     

武汉粉末冶金厂《海星牌XQZ63金属基镶嵌型固体自润滑轴承》荣获88年国家银牌奖

武汉粉末冶金厂生产的XQZ63金属基锒嵌型固体自润滑轴承,是为国家重点工程引进消化的重要润滑部件。多年以来,长期依靠进口。从80年起我厂通过对样件的分析,结合我国资源情况进行了一年多的研试,与进口样件同时装车对比,共摩擦系数、磨耗、温升、耐蚀、寿命等各项技术指标均达到进口样件的质量水平。广泛应用在各重点厂家的引进设备和老设备改造上。金属基锒嵌型固体自润滑轴承其结构特点是在金属基体上根据一定的分布规律,按投影面积25～30％锒嵌自润滑材料,兼有金属基体的机械性能和自润滑剂的润滑特性,轴承基体与润滑剂的不同热膨胀系数,使在运动过程中,润滑剂能均匀地涂复在轴承付的工作表面上形成润滑膜,从而达到减摩、耐磨的要     

新型自润滑模具材料的制备和高温性能研究

以铁镍基合金为基体, 添加硬质相Cr₂O₃及固体润滑剂CaF₂, 利用粉末冶金工艺制备了高温自润滑热锻模具材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及显微硬度计, 研究了烧结工艺对铁镍基自润滑材料力学性能的影响, 分析了Cr₂O₃和CaF₂对铁镍基自润滑材料烧结性能的影响, 并得到了最佳烧结工艺。结果表明: 当烧结工艺为1320℃、保温2 h时, 制备得到的铁镍基自润滑材料力学性能优越; 硬质相Cr₂O₃质量分数从0增加到30%, 试样相对密度下降4.0%, 硬度从HV 227.3增加到HV 342.8;固体润滑剂CaF₂质量分数从0增加到10%, 试样相对密度和硬度均下降; 通过600℃摩擦磨损实验发现, 随CaF₂质量分数的增加, 试样摩擦系数和磨损率先降低后升高; 当添加质量分数20% Cr₂O₃和8% CaF₂时, 自润滑模具材料的综合性能最佳。     

BN和MoS2对镍基材料摩擦磨损性能的影响

通过热压烧结制备了含不同质量分数润滑剂（0%、10% MoS₂、5% MoS₂+5% BN和10% BN）的镍基材料,利用销盘摩擦磨损试验机对4种镍基材料在载荷30~60 N、滑动速度0.35~0.58 m·s-1（300~500 r·m-1）条件下进行摩擦磨损实验,通过扫描电镜观察磨损表面形貌,分析了不同润滑剂对镍基材料抗磨损性能的影响。结果表明:由于MoS₂与基体之间结合良好,含有10% MoS₂润滑剂的镍基材料具有较低且平稳的摩擦系数和最低的磨损率;由于BN与基体之间结合松散,含10% BN润滑剂的镍基材料在较高载荷和滑动速率下具有相对较高的摩擦系数和磨损率。     

爆炸焊接纤维增强复合材料

综述了用金属纤维增强金属基体的纤维增强复合材料的特性、制造这类材料的多种方法以及爆炸焊接技术在此方面的应用及其特征。     

选择性激光烧结的各向异性对尼龙12碳纤维复合材料黏接性能的影响

在航空航天和汽车等制造行业中，选择性激光烧结和胶黏剂黏接的组合已显示出是实现轻量化和高效结构体系的有效方法。但是目前关于SLS复合部件在黏接性能方面还没有系统的研究。研究了构造方向和纤维取向对选择性激光烧结制得的碳纤维增强尼龙12试样黏结性能的影响。对于双悬臂梁测试结果，侧表面的Ⅰ型层间断裂韧性（G_IC）比上表面高近4倍，比下表面高2.5倍。确定了较高的表面粗糙度和纤维取向相结合可以增强黏接性能。在纤维垂直于黏接表面的情况下，可以最大程度地抑制纤维撕裂失效，从而获得最高的断裂韧性（G_IC=2 600 J/m2）。研究结果为轻量化设备研发提供了数据支持。      

等离子喷涂高温润滑涂层的组织与力学性能研究

选取了具有优异的高温性能和一定的自润滑性能的高温镍基合金作为复合涂层基体材料,润滑相则分别从高、中、低温固体润滑剂中选取了Ag、CaF2、石墨（C）、MoS、BN为基本润滑组元;耐磨相则选用了在高温下具有良好的抗氧化性能及耐磨损性能的碳化铬（Cr3C2）硬质粒子,采用等离子喷涂技术制备了具有极佳相容性的高温润滑涂层。涂层的结合强度测定、硬度测定和扫描电镜分析均显示出涂层的梯度结构优于单层结构。梯度结构缓和了涂层内部的物理性能差异,不仪使涂层的硬度得到平缓过渡,而且使涂层的结合强度大大提高。有效改善了涂层的性能。     

钛合金挤压用含NaCl新型玻璃润滑剂的黏-温特性、热腐蚀及热障性能

以提高钛合金热挤压润滑效果为目的,研究了一种以磷酸盐玻璃、SiO₂和NaCl为主要组成的新型玻璃润滑剂,通过模拟挤压实验、扫描电子显微镜以及换热系数测量装置,重点分析了不同组成比润滑剂的黏度-温度曲线、高温下润滑剂对钛合金的腐蚀作用、润滑条件下钛合金与模具钢之间的换热特征.结果表明,磷酸盐玻璃、SiO₂和NaCl的质量比为70:20:10的润滑剂,在600~900℃之间的黏度变化幅度较小,为1.3×10⁵~9.4×10⁵ Pa·s,有利于提高钛合金挤压润滑效果.950℃下润滑剂与钛合金的接触时间不超过3 min时,润滑剂对钛合金坯料表面的高温腐蚀作用很小,且具有消除坯料表面原有氧化层的作用;但随高温接触时间的延长,钛合金表面的高温腐蚀程度逐渐增大.当TA15钛合金和H13模具钢的初始温度分别为900和400℃、新型润滑剂最终厚度约0.1 mm时,钛合金和模具钢之间的界面换热系数随实验时间的延长由185增加到1714W·m^-2·s^-1,而传统钛合金热挤压用硅酸盐玻璃润滑剂为286~2025 W·m^-2·s^-1,表明新型玻璃润滑剂具有较好的高温热障性能.     

AlTi纤维增强镁基复合材料的微观形貌

镁合金复合增强的研究大多采用陶瓷材料作为增强体，本文探讨了采用金属纤维增强镁合金的可行性。采用粉末冶金工艺制备出了Al-Ti纤维增强镁合金试样，经光学显微镜和扫描电镜检测并结合X射线衍射结果，对试样的微观形貌和物相组成进行了分析，表明复合材料中Al-Ti纤维／基体结合良好。     

人工髋关节用复合多孔钛股骨头制备方法的研究

本研究采用等离子旋转电极制取的Tc4钛合金球形粉末,涂覆在致密芯杆上,制成柄部表面多孔层厚度约2mm的复合多孔钛股头。本文着重研究了原始粉末粒度、烧结制度、基体表面粗糙度对复合多孔层的孔径、孔隙度以及多孔层与基体间结合强度的影响,同时还测定了复合多孔钛股头的机械性能。研究结果表明,材料的最大孔径主要取决于原始粉末粒度,并随粉末粒度的增大而线性增加。影响结合强度的主要因素是烧结制度、原始粉末粒度和基体表面粗糙度。其结合强度随烧结温度的提高、保温时间的延长、原始粉末粒度的下降和基体表面粗糙度的增加而增加。孔隙度仅取决于粉末的堆积状态。所获得的复合多孔钛股头的机械性能为σ_b=830~880 MPa,σ_0.2=810~840 MPa,σ=9.5~12.0%,ψ=26.0~33.0%。     

烧结温度对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2结构和电化学性能的影响

采用共沉淀法+高温固相法,首次在740~820℃制备了一系列LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂正极材料,探讨温度变化对材料结构性能的影响.通过X射线分析仪、扫描电镜、电化学工作站、电池充放电测试系统表征材料性能.结果显示在780℃烧结出的材料有纯的六方晶相、层状结构优异,在2.75~4.2 V、0.1 C倍率获得188.11 mAh/g,0.5 C循环100次后容量稳定率为88.55 %,高于其他温度制备的材料; 经过不同倍率放电后,780℃烧结出的材料不可逆容量损失远低于其他温度制备的材料.      

Si对Ti3SiC2/Al复合材料的摩擦性能影响

MAX相因其独特的晶体结构和优良的自润滑性能受到广泛的关注,作为新型固体润滑剂添加到金属基复合材料可获得良好的摩擦磨损性能.采用铝粉、硅粉、Ti₃SiC₂粉为原材料,通过冷压成型无压烧结法制备了Ti₃SiC₂增强铝硅基复合材料.研究发现,复合材料的组成物相除Al、Si及外加Ti₃SiC₂相之外,在烧结的过程中生成了Al₂O₃和Al₄C₃随着硅元素含量质量分数的增加,大的圆球形Ti₃SiC₂逐渐减小,摩擦系数和磨损失重均呈现先减小后增大的规律.当硅的含量为12.5 %时,摩擦系数最低,其值为0.18,磨损失重也达最低;随着硅含量的增加,材料的硬度先增大后趋于平缓,致密度呈线性下降趋势.通过磨损表面SEM分析初步揭示了金属基自润滑的机理,复合材料的磨损机制为磨粒磨损、剥层磨损和氧化磨损并存.      

6061Al/Al2O3金属基复合材料组织和性能

以6061Al作为基质材料,利用液体冶金的搅拌铸造技术及挤压法制备Al₂O₃颗粒增强的金属基复合材料,选取6061Al添加3种质量分数为5%、10%和15%的Al₂O₃为研究对象,以改善6061Al/Al₂O₃复合材料的力学性能。通过SEM分析表明,Al₂O₃颗粒在6061Al金属基体中的分布相当均匀;由X射线衍射试验结果显示,复合材料中只有6061Al和Al₂O₃,且不会影响结晶性及6061Al的组织结构型态。试验结果表明,随着Al₂O₃添加量增加至15%,6061Al/Al₂O₃复合材料的硬度和抗拉强度均有较大提高,但伸长率略有下降,由于材料孔隙率的提升,致密度下降,从而引起材料的硬度略微下降;分析磨损量与Al₂O₃添加量及磨损率与滑动距离的关系,结果显示商用6061Al的磨损率最大,而6061Al/Al₂O₃(15%)复合材料的磨损量最小,并且磨损率最低,这是由于在6061Al中加入Al₂O₃颗粒,Al₂O₃颗粒的存在可以减少磨粒对基体的犁削作用,有效提高基体的耐磨性。深入探讨Al₂O₃颗粒增强的金属基复合材料,发现颗粒增强体以很细的粉末(一般在20 μm以下)加入到金属基中起到提高硬度、强度和耐磨性的作用;然而,Al₂O₃添加量越来越大时,其对6061Al系列材料的硬度、强度和耐磨耗性等性能将起到负面作用。     

镧的不同化合物对金属胎体/金刚石复合材料粘结性能的影响

在本文中 ,以不同化合物形式 (LaNi5 、La2 O3、La(NO3) 3)将稀土元素镧加入到铜基金属胎体中 ,测试了金属胎体 /金刚石复合材料的抗弯强度和粘结性能。研究表明 ,加入适量的LaNi5 可显著提高复合材料的强度和粘结性能 ;La2 O3对复合材料的强度和粘结性能影响不大 ;La(NO3) 3使得复合材料的强度和粘结性能显著降低。并对各化合物产生不同作用的机理进行了探讨。     

稀土Y对6.5%Si高硅钢拉伸性能的影响

6.5%Si高硅钢具有高磁导率、低铁损、几乎为零的磁致伸缩等优良软磁性能, 具有广阔的应用前景。然而, 室温硬脆的B2和DO₃有序结构出现阻碍了其生产和应用。文章研究了在200~800 ℃下, 稀土Y对6.5%Si高硅钢拉伸性能的影响, 利用EBSD、EPMA、XRD和TEM等技术研究了稀土Y对6.5%Si高硅钢显微组织及有序结构的影响。结果表明, 细小的Y₂O₃和Y₂O₂S等稀土化合物能够作为有效形核剂细化组织; 稀土Y的加入不仅细化了有序畴, 而且降低了有序相含量、有序度和硬度; 200~600 ℃含0.03%Y高硅钢的断裂延伸率高于无稀土高硅钢, 200~400 ℃含0.03%Y高硅钢的抗拉强度高于无稀土高硅钢, 在6.5%Si高硅钢添加稀土Y造成晶粒细化和有序度降低是其韧塑性提高的重要原因。      

Mechanical Behaviour of 2D and 3D Weaved SiC-Matrix,Carbon Continuous-Fibre-Reinforced Composites: Part 1. Flexural Strength Under Static Loading Conditions

Advanced composite materials offer significant improvements in diverse properties, such as tensile stress to fracture, flexural strength and most importantly, the fracture toughness (especially the propagation fracture resistance), as compared to their bulk monolithic counterparts. However, there are hardly any scientific studies reported in the literature on the effects of fibre weaving conditions on the flexural strength properties of carbon-fibre based advanced ceramic composites, where SiC is used as the matrix. The present paper discusses the flexural strength behavior of these CFCCs in 2D and 3D woven conditions, obtained by static loading using 3-point bend/flexural testing. Fracture behavior and fracture modes are also evaluated and analyzed to account for the differences in the flexural properties. The study shows that the relative differences in the flexural strengths are more or less controlled by the nature of fracture, which in turn is dictated by the differences in the fibre/matrix interface characteristics and to a greater extent the weave condition.     

Effect of Rare Earths on Microstructure and Properties of TiC-based Cermet／Cu Alloy Composite Wear Resistant Materials

The effect of rare earth (RE) oxide on the microstructure and properties of TiC-based cermet/Cu alloy composite hardfacing materials was investigated by using scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope(TEM), impact test and wear test. The mechanism of RE oxide for improving the phase structure and the impact toughness was also discussed. The experimental results indicate that the microstructure of the matrix can be refined, and the micro- porous defects can be eliminated by adding RE oxide into the composite materials. The polycrystalline and amorphous phase structure is formed at the interface of cermet and matrix metal. The formed structure enhances the conjoint strength of interface. The frictional wear resistance can be improved obviously, although the microhardncss of the matrix metal can not be effectively increased by adding RE oxide.     

放电等离子烧结金属多孔材料研究现状

金属多孔材料是一种新兴功能材料,具有良好的渗透性、规则的孔道结构、独特的力学、吸附及光电性能等诸多优点。利用放电等离子烧结技术(spark plasma sintering,SPS)制备金属多孔材料具有升温速度快,高效干洁等优点。本文简述了放电等离子烧结技术在材料制备中的应用,讨论了放电等离子烧结参数对金属多孔材料的影响,并对放电等离子烧结制备金属多孔材料的应用现状及前景做出了展望。