Ti6Al4V 合金在Saline溶液中的扭动微动磨损

在球/面接触中存在四种微动模式,即切向、径向、转动和扭动微动,在生理介质中扭动微动是人工关节失效的主要原因之一。本文成功建立了一种可在恒温液体介质中实现球/面接触扭动微动的新的试验系统。利用该系统,在37℃的Saline溶液中进行了钛合金/二氧化锆陶瓷球的扭动微动试验,详细讨论了扭动微动的运行行为和损伤机理。结果表明,扭动微动动力学行为在很大程度上取决于扭动角位移振幅和周期数。研究建立了扭动微动运行工况图（RCFM）,包括3个区域,即：部分滑移区（PSR）,混合区（MFR）和完全滑移区（SR）。在部分滑移区,接触中心没有发现任何损伤,接触边缘上只观察到轻微的擦伤和磨损。在混合区,损坏区域从接触边缘向中心扩展,接触中心无损伤,接触边缘区域出现氧化磨损和损伤。在滑移区,整个接触区域均发生损伤,损伤机理主要是磨蚀磨损、氧化磨损、和粘着磨损。     

飞机蒙皮材料在醋酸钾型除冰液中腐蚀行为研究

目的 评价醋酸钾型除冰液能否用于飞机除冰以及对飞机蒙皮材料腐蚀性的影响。方法 采用AutoLab电化学工作站对飞机蒙皮材料在不同浓度缓蚀剂、无缓蚀剂醋酸钾型除冰液中的干湿交替腐蚀电化学行为进行分析,通过扫描电镜观察其腐蚀前后表面形貌及涂层/基体金属界面形貌。结果 无缺陷飞机蒙皮涂层在除冰液中的阻抗模值高达2.78×1010 Ω?cm2,而缺陷涂层的阻抗模值只有1.72×107 Ω?cm2,说明缺陷破坏了涂层的完整性,降低了涂层的阻抗模值,明显加速了飞机蒙皮材料的腐蚀。带缺陷飞机蒙皮试样经除冰液腐蚀不同周期后的低频区Rct存在较大变化,试样在高浓度无缓蚀剂除冰液中的Rct始终低于在低浓度溶液中的Rct;试验初期,试样在高浓度除冰液中的Rct较大,说明此时缓蚀剂浓度较高,缓蚀作用明显;但随着腐蚀周期的延长,Rct逐渐减小,说明缓蚀剂逐渐失效,高浓度除冰液的腐蚀性逐渐增强并高于低浓度除冰液。腐蚀实验后,飞机蒙皮涂层表面和涂层/基体金属界面处存在一定的腐蚀产物;人造缺陷破坏了涂层的完整性,降低了涂层的结合力,甚至产生局部剥离,造成除冰液浸入,在划痕处发生了较严重的膜下腐蚀。结论 醋酸钾型除冰液对飞机蒙皮材料存在一定的腐蚀性,尤其是当涂层存在缺陷时,腐蚀较为严重。     

飞机常用镀镉钢在机场道面除冰液中的腐蚀行为

采用全浸泡腐蚀试验方法和电化学测试研究了飞机常用镀镉钢在机场道面除冰液中的腐蚀行为。采用能谱和红外光谱分析了腐蚀产物的构成。结果表明:在机场道面除冰液中,随着温度的升高,镀镉钢试件的腐蚀速率逐渐增大,镀镉钢的腐蚀不是纯扩散控制的电化学反应,阳极的电化学反应与镀镉层的腐蚀溶解有关;经过铬酸盐钝化后的镀镉钢和镀镉钛钢在机场道面除冰液中的腐蚀可能存在多个氧化还原反应,铬酸盐钝化产物也参与了电化学反应,腐蚀反应比较复杂;腐蚀产物中含有碳酸盐和磷酸盐;镀镉钢表面上的碳酸盐可能来自机场道面除冰液有机盐的分解,磷酸盐可能来自机场道面除冰液中的缓蚀剂或pH缓冲剂。     

Friction and wear of 7075 aluminum alloy induced by torsional fretting

The torsional fretting wear tests of 7075 aluminum alloy flat against 52100 steel ball in dry condition were carried out on a new high-precision torsional fretting-wear tester.The kinetics behaviors and damage mechanism of 7075 aluminum alloy under different angular displacement amplitudes were investigated in detail.The results show that the torsional fretting running behaviors of 7075 aluminum alloy can be defined by three fretting regimes(i.e.partial slip regime(PSR),mixed fretting regime(MFR) and slip r...     

Fretting wear of micro-arc oxidation coating prepared on Ti6Al4V alloy

Micro-arc oxidation(MAO)coating was prepared on Ti6Al4V alloy surface and its characterizations were detected by Vickers hardness tester,profilometer,scanning electric microscope(SEM),energy dispersive X-ray spectrometer(EDX)and X-ray diffractometer(XRD).Fretting wear behaviors of the coating and its substrate were comparatively tested without lubrication under varied displacement amplitudes(D)in a range of 3-40μm,constant normal load(Fn)of 300 N and frequency of 5 Hz.The results showed that the MAO coating,presenting rough and porous surface and high hardness,mainly consisted of rutile and anatase TiO2 phases.Compared with the substrate,the MAO coating could shift the mixed fretting regime(MFR)and slip regime(SR)to a direction of smaller displacement amplitude.In the partial slip regime(PSR),lower friction coefficients and slight damage appeared due to the coordination of elastic deformation of contact zones.In the MFR,the friction coefficient of the coating was lower than that of the substrate as a result of the prevention of plastic deformation by the hard ceramic surface.With the increase of the displacement amplitude,the degradation of the MAO coating and the substrate increased extremely.The fretting wear mechanisms of the coating were abrasive wear and delamination with some material transfer of specimen.In addition,the coating presented a better property for alleviating fretting wear.     

铝合金微弧氧化表面LDH的制备与性能研究

利用水热合成法在2024铝合金微弧氧化涂层表面原位生长了水滑石(LD H),制备得到硝酸根型微弧氧化水滑石复合膜层(MAO-LDH-NO),再将缓蚀剂VO3-插层到LDH中,得到矾酸根插层的微弧氧化型水滑石复合膜层(MAO-LDH-VO).采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪对膜层进行组织结构表征,采用极化曲线及电化学阻...     

碳/铜载流滑动摩擦过程中摩擦学与电弧行为

在先进的多功能摩擦磨损试验机上,对碳刷/铜环在有、无电流条件下的滑动摩擦学行为进行研究,并对电弧行为进行分析。结果表明：法向载荷是载流摩擦过程中电弧产生的主要控制因素之一;电弧强度随法向载荷的降低而增强,随电流的增大而增强;摩擦过程的不稳定和摩擦系数的波动强烈地依赖于电弧;碳刷的磨损量和磨损机制受电弧影响显著;当没有电弧产生时,在有、无电流条件下碳刷的磨损量没有显著差别,此时,碳刷磨损机理主要是机械磨损;当有电弧产生时,载流条件下碳刷的磨损量远高于无电流实验的,并随着电流的增大和法向载荷的降低而迅速增大,磨损机理主要是电弧烧蚀和粘着磨损,并伴有一定的材料转移。     

氟化石墨烯对环氧树脂涂层耐蚀性能的影响

目的探究氟化石墨烯(FG)添加对环氧树脂(EP)涂层耐蚀性能的影响。方法通过SEM、XRD、FT-IR、AFM、粒径分布对FG的微观组织结构进行表征,利用沉降实验研究FG在EP中的分散稳定性,结合涂层断面形貌研究FG在涂层中的分布情况。采用电化学阻抗谱研究EP涂层和FG改性EP涂层(FG/EP涂层)在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果 FG尺寸约为1μm,厚度为5 nm,呈典型的片层状结构。FG在EP中具有较好的分散稳定性,FG添加使EP涂层的接触角由95.3°提高至110.9°,提高了涂层的疏水性,降低了腐蚀介质与涂层表面的接触面积。在浸泡初期,EP涂层和FG/EP涂层的低频阻抗模值(|Z|0.01 Hz)均在1011Ω·cm2左右。随浸泡时间的延长,EP涂层的|Z|0.01 Hz快速下降至109Ω·cm2,而FG/EP涂层在3000 h浸泡过程中始终维持在1011Ω·cm2以上。涂层电阻(Rc)也表现出相似的变化规律。FG添加提高了EP涂层的屏蔽性能,改善了涂层的长期防护性能。结论 FG添加至EP中,可在涂层内部形成"迷宫效应",提高涂层的屏蔽性能,增加腐蚀介质的扩散路径,延缓...     

氟化石墨烯/水滑石改性环氧树脂胶黏剂的性能研究

采用尿素法制备CO3^2-型锌铝水滑石(ZnAlCO3-LDH),并将其与氟化石墨烯(FG)复合,制备不同质量比的FG-ZnAl-LDH,然后将其作为填料对环氧胶黏剂进行改性。通过红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对填料进行表征,同时,研究填料添加量及质量比(FG∶LDH)对环氧树脂胶黏剂黏接性能、疏水性能和热稳定性能的影响规律。结果表明,采用尿素法制备的LDH及FG-ZnAl-LDH为二维片层结构,LDH特征峰强度随FG比例增加而逐渐降低。填料添加量为2%,FG∶LDH=1∶1时,FG-ZnAl-LDH改性环氧树脂胶黏剂的性能最佳,其剪切强度较改性前提高26.32%,水接触角提高32.9%,热分解温度提高约5℃。研究表明氟化石墨烯/水滑石的添加,可在环氧树脂胶黏剂中起到增强效果,其不仅可以提高胶黏剂的黏接强度,而且对胶黏剂的疏水性和热稳定性也具有显著的提升作用。     

油酸基咪唑啉缓蚀剂的合成与缓蚀性能

以油酸和二乙烯三胺为主要原料,合成了一种咪唑啉缓蚀剂。采用傅立叶红外变换光谱仪（FTIR）测量产品的红外光谱,分析官能团,推断分子结构;采用失重法、Tafel曲线外延法、电化学阻抗技术等对合成的缓蚀剂在模拟气田水环境中的缓蚀性能及缓蚀机理进行了研究。结果表明,合成缓蚀剂的红外光谱中含有较强的咪唑啉特征吸收峰,其氮原子上存在孤对电子,可与金属原子配位结合形成牢固的化学吸附层。缓蚀剂对Q235试样在模拟气田水环境中具有较强的缓蚀作用,当浓度仅为100mg·L^-1时缓蚀率即可达到85%左右,并随缓蚀剂浓度增大而增大。缓蚀剂分子在金属表面吸附并成膜,阻止侵蚀性的离子在金属表面吸附和氧原子的扩散,从而起到保护金属的作用,缓蚀剂为阳极型缓蚀剂。