组合型微织构化铝合金表面的摩擦学性能研究

为改善铝合金的摩擦学性能,运用有限元方法对单一方形凹坑、条形凹槽、方形凹坑和条形凹槽组合3种不同形貌织构摩擦副间润滑油膜承载能力进行仿真分析,并探究不同织构尺寸对油膜承载能力的影响。仿真结果表明：方形凹坑和条形凹槽组合织构润滑油膜承载能力最佳。采用脉冲Nd:YAG激光器在铝合金试件表面加工出具有规则形貌的方形凹坑和条形凹槽组合的织构阵列,借助CFT-I型高速往复摩擦磨损试验机进行摩擦试验,研究织构几何尺寸对摩擦副接触面间摩擦学性能的影响规律,并利用超景深显微系统对试件磨损表面的形貌进行观测。试验结果表明：组合织构化表面的平均摩擦因数与无织构表面相比明显减小,且波动幅度较小;当织构尺寸为80μm时,织构表面的摩擦因数最小,且试验得到的基体表面磨痕深度随织构尺寸的变化规律,与仿真计算得到的润滑油膜升力系数的变化规律相吻合,为微织构参数设计提供了一定的理论依据。     

润滑介质对织构化表面摩擦学性能影响的实验研究

采用纳秒激光烧蚀技术在铍青铜盘试样表面加工3种不同参数圆形微凹坑织构,选用石油装备中常用的低黏度L-CKD150润滑油和高黏度复合锂基润滑脂为润滑介质,开展不同润滑环境下销-盘摩擦学实验,对比分析L-CKD150润滑油和复合锂基润滑脂对织构表面摩擦磨损性能的影响差异。实验结果表明:2种不同润滑环境下,合理参数织构均可有效提高表面润滑性能、减少摩擦磨损;润滑介质对织构表面摩擦磨损性能的影响差异与接触压力有关,接触压力较低时,L-CKD150润滑油润滑性能优于复合锂基润滑脂,接触压力较高时则复合锂基润滑脂润滑性能更优;相同工况下,相比于L-CKD150润滑油润滑,复合锂基润滑脂润滑时最优织构直径更大。     

分散介质对铜纳米粒子润滑油添加剂摩擦学性能的影响

本文利用十二烷基硫酸钠／异戊醇／环已烷／水微乳液体系制备了铜纳米粒子,并将其作为添加剂分散在含有聚丁二酰亚胺、石油磺酸钙或三烷基氯化铵的５００ＳＮ基础油中,     

纳米润滑材料的摩擦学研究

随着纳米材料和纳米摩擦学的发展,近来许多材料工作者注意到了纳米材料的摩擦学性能,并开展了一些积极的研究工作。综述了纳米颗粒作为增强材料、润滑油添加剂以及超薄纳米膜的摩擦学性能,并对纳米润滑材料今后的发展提出了一些建议。     

表面粗糙度对纳米润滑添加剂摩擦学性能影响的研究

摩擦学系统的复杂性及多变性增加了对材料在摩擦试验过程的预见性的难度，通过XP销盘摩擦磨损试验机分别考察了钢／钢摩擦副住不同润滑介质中不同的表面粗糙度对其摩擦系数和磨损量的影响。试验结果表明：表面粗糙度对摩擦副的摩擦学影响是复杂的，在特定的润滑条件下，不同的表面粗糙度表现出不同的摩擦学性能。     

表面织构及其对摩擦学性能的影响

介绍了表面织构的图案和加工方法以及摩擦学性能的测试方法,阐述了不同表面织构对摩擦学性能的影响及机制,总结了当前表面织构研究的主要成果,并提出了未来表面织构研究需要深入开展的工作.     

固体表面特性对摩擦学性能的影响

摩擦学是研究作为相对运动的相互作用的表面及其有关理论与实践的一门科学和技术。因此,摩擦副材料的表面及其固体化学特性便不可避免地影响其摩擦学性能,对这方面所作的研究性尝试无疑会丰富我们关于固体化学和摩擦学的认识。 1.固体晶面对摩擦学性能的影响 表1列出了晶粒钨在不同晶面上的摩擦系数,晶面分别为{110}、{210}、{100}面,同时还列出了吸附质H_2、O_2、CO_2、H_2S对摩擦系数的影响。从中可见,固体表面上不同晶面的摩擦学行为是有较大差异的。 一般而言,金属的摩擦系数,在原子密度最大、表面能量最低的晶面上有最低值。在体心立方结构中,一般为{110}面,在面心立方结构中为{111}面,在紧密堆集六方结构中为{0001}面。     

表面织构化对摩擦学性能影响的研究进展

表面织构技术是通过微细加工技术在材料表面加工出具有一定几何形貌与尺寸,且排列规律的图案,从而改善材料表面摩擦学性能的新型表面改性技术。表面织构因在改善材料摩擦学特性方面具有的突出优势而在机械摩擦配副中发挥着重要的作用。介绍了常见的表面织构加工技术,阐述了不同工况下表面织构的减磨机理,总结了表面织构形貌及其几何参数对耐磨性能的影响,并展望了表面织构技术的未来发展方向。     

微织构光固化填充h-BN的巴氏合金表面摩擦学性能

为了提高巴氏合金在油润滑条件下的摩擦学性能,在巴氏合金表面加工凹坑微织构并利用光固化填充方法填充六方氮化硼(h-BN)固体润滑剂,制备出h-BN与表面微织构相结合的复合润滑结构。研究复合润滑结构在油润滑条件下的摩擦学性能及其减摩润滑机制。结果表明：复合润滑结构的摩擦学性能远高于未织构面和纯织构面;当凹坑微织构直径较小时,织构密度为10%～20%时,复合润滑结构摩擦因数较小,而凹坑直径较大时,随着织构密度的增加,复合润滑结构摩擦因数逐渐减小;当织构密度小于20%时,凹坑直径较小的复合润滑结构摩擦因数小,当织构密度达到30%时,随着凹坑直径的增加,复合润滑结构摩擦因数减小。复合润滑结构能够改善巴氏合金表面摩擦学性能,是因为h-BN固体润滑剂的释放在巴氏合金表面形成了固体润滑薄膜,避免了润滑油膜较薄处的巴氏合金表面直接与45钢表面接触,且释放h-BN固体润滑剂后的微织构凹坑可以起到收集磨粒,储存润滑油的作用。     

表面修饰SiO2纳米微粒的制备及其摩擦学性能研究

根据Stb(o)er法,控制和调节反应物的浓度制备出不同粒径的SiO2乙醇溶胶,利用十八醇,在高温、惰性气氛条件下进行酯化反应,对无机纳米微粒进行表面化学修饰,制备出油溶性的纳米微粒;将不同粒径的油溶性SiO2纳米微粒用作润滑油添加剂,对其摩擦学性能进行评价.结果表明:制备的表面修饰SiO2纳米微粒粒径分布均匀,能在有机溶剂和油中分散形成稳定的有机溶胶;纳米微粒粒径大小对其摩擦学性能有一定影响,SiO2纳米微粒的粒径越小,减摩抗磨效果越好,因为小的纳米微粒更容易在金属磨损表面形成低熔点且易剪切的纳米润滑防护层.     

油酸修饰PbS纳米粒子的摩擦学性能剖析

合成了基础油中分散性良好的油酸（OA）修饰PbS纳米粒子，并用四球摩擦磨损试验机考察了其作为润滑油添加剂的摩擦学行为，结果表明，OA修饰PbS纳米粒子在较低的添加浓度下就具有良好的减摩和抗磨效果，未修饰PbS纳米粒子作为润滑油添加剂时有一定的减磨作用，而修饰剂油酸则具有一定的抗磨性能。     

气缸套表面微造型与微纳米颗粒填充对摩擦学性能的影响

研究气缸套试样表面微造型技术和微纳米颗粒填充技术对缸套-活塞环摩擦副摩擦学性能的影响。在富油和贫油2种工况下,探究表面微造型和微纳米颗粒填充技术对摩擦副的摩擦因数和抗黏着磨损时间的影响。试验结果表明:在富油工况下,表面两端微造型和蛇纹石二硫化钼微纳米颗粒复合填充气缸套试样的摩擦因数最小,比机械珩磨气缸套试样的摩擦因数降低了13.99%;在贫油工况下,表面全部微造型和蛇纹石二硫化钼微纳米颗粒复合填充气缸套试样的抗黏着磨损时间最长,比机械珩磨气缸套试样的抗黏着磨损时间延长了85.79%;在试验过程中,表面微坑中的微纳米颗粒的溢出率会随着时间的延长而逐渐下降,最后趋近于0。     

表面微织构影响点接触润滑摩擦性能的实验研究

针对球-盘高副点接触开展微织构表面摩擦学性能实验研究。采用激光工艺在试样表面上加工出具有一定形状、深度和面积比的矩形微织构,采用三维表面形貌仪测量微织构的形貌特征,在摩擦磨损实验机上进行摩擦学实验,研究往复运动模式下微织构深度、间距等参数对球-盘点接触润滑摩擦性能的影响。结果表明:较浅的微织构具有相对较小的摩擦因数;较高频率下微织构表现出较好的润滑和减摩效果;沿运动方向的微织构间距增大,摩擦因数逐渐降低,超过Hertz接触直径之后,摩擦因数变化不明显;垂直于运动方向微织构边长增大,摩擦因数呈现先减小后增大的变化趋势。     

表面修饰ZrO2纳米颗粒对液体石蜡抗磨性能的影响

采用原位修饰方法制备了双烷基二硫代磷酸盐(DDP)表面修饰的ZrO2纳米颗粒,利用四球摩擦磨损试验机考察了ZrO2/DDP复合纳米微粒用于添加剂的摩擦学行为。用扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱仪(EDS)观察、分析了磨斑表面形貌,并探讨了复合纳米微粒添加剂的润滑作用机制。摩擦磨损结果表明,ZrO2/DDP复合纳米微粒添加剂具有优良的抗磨损性能,能显著提高液体石蜡的失效载荷;表面分析结果表明,在摩擦过程中ZrO2/DDP复合纳米微粒聚集在边界润滑膜中,对磨损表面起到修复作用。     

一种纳米氟硼酸盐润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能

采用机械化学法制备出经偶联剂表面修饰的氟硼酸盐纳米微粒。借助TEM、XRD对表面修饰纳米氟硼酸盐微粒进行了表征,并利用四球摩擦试验机对其用作润滑油添加剂的摩擦学性能进行了评价,试验条件为载荷100~700N,转速1200r/min,时间10min。结果表明所制备的表面修饰氟硼酸盐微粒平均粒径小于100nm,且分散性好;以其作为聚α-烯烃合成油添加剂,当添加量为0.9%(质量分数)时,在载荷300N下,可降低摩擦因数18%,减小磨斑直径19%,且具有良好的极压抗磨性能。     

不同维度碳纳米颗粒对汽轮机油摩擦学性能的影响

为探究不同维度碳纳米颗粒对汽轮机油摩擦学性能的影响,用静置沉淀法评定汽轮机油中碳纳米颗粒分散稳定性,利用四球机和梯姆肯试验机以及扫描电子显微镜等试验装置评价3种常见维度的碳纳米颗粒(即零维的富勒烯(以C60为代表)、一维的碳纳米管(CNTs)、二维的还原氧化石墨烯(RGO))在汽轮机油中减摩抗磨效果.结果表明:RGO在...     

工程耐磨构件表面织构及摩擦学性能研究

表面织构是利用特定的加工方法在构件的摩擦表面加工出一定尺寸和排列的微小阵列,可有效改善表面润滑状态,降低摩擦系数,减少磨损量和表面温升。分析了不同工程耐磨构件表面织构的类型和加工方法以及表面织构对构件表面摩擦学性能的影响,提出了工程耐磨构件表面织构研究的方向。     

油溶性ZnO纳米微粒的制备及摩擦学性能研究

采用水热法制备油酸修饰的纳米氧化锌微粒,用XRD、TEM、和IR等检测手段对样品进行表征,将不同质量分数的油溶性ZnO纳米微粒用作润滑油添加剂,对其摩擦学性能进行评价.结果表明:所制备的样品由纤锌矿结构的无机ZnO微粒核和有机修饰剂壳组成,油酸分子以化学键形式键合在ZnO纳米微粒表面, 平均粒度为12～15 nm,比较均匀、无明显团聚,在非极性有机溶剂中易于溶解和分散;基础润滑油中添加油溶性ZnO纳米微粒后,在摩擦过程中钢球表面生成含有Zn的边界润滑膜,从而显著提高基础润滑油的抗磨能力,但减摩效果不明显.     

纳米减摩修复添加剂摩擦学性能的试验研究

在MRH-3高速环块摩擦磨损实验机上,研究了纳米微粒Cu,A l,A l2O3以及不同配比的混合纳米粒子加入到SD40基础油中的摩擦学性能,并探讨了纳米添加剂的减摩机制。结果表明:含有纳米Cu,A l,A l2O3粒子的润滑油添加剂能显著提高SD40基础油的承载能力和减摩性能,且对表面具有一定的修复能力。     

油酸修饰纳米氟化镧的摩擦学性能

以油酸为修饰剂制备表面改性的氟化镧纳米粒子,在环块式摩擦磨损试验机上考察氟化镧纳米粒子在150N基础油中的摩擦学性能,借助透射电镜(TEM)、金相显微镜及X射线衍射仪(XRD),分别对磨损试样的表面形貌和元素成分进行观察和分析,探讨表面修饰氟化镧纳米添加剂的抗磨减摩机制.结果表明:油酸修饰的氟化镧纳米粒子在150N基础油中减摩抗磨效果明显,与纯基础油润滑相比,在250 N压力和450 r/min转速条件下,质量分数2％的氟化镧纳米粒子在稳定磨损阶段可使45#钢试样摩擦因数降低40％,总失重降低43.75％.EDX分析表明,氟化镧纳米粒子在摩擦过程中在磨损表面生成了自修复膜.