蜗轮以钢代铜的实验研究与理论分析

通过深入系统的实验研究和理论分析,成功地实现了蜗轮以钢代铜的设想,并用边界润     

双疏铝合金表面的水/油润滑摩擦学性能

利用激光加工在5083船用铝合金表面构建间距为100μm的点阵和网格微结构,将Si O2纳米粒子涂覆在微结构上构建微纳结构,制备出双疏铝合金表面。采用接触角测量仪测量其表面接触角和滚动角,采用多功能摩擦磨损试验机探讨其在水润滑和油润滑条件下的摩擦学性能。结果表明,网格表面的超疏水/疏油性能比点阵表面更强,水接触角达到159.9o,对十六烷的接触角达到147.0o。随表面疏水和疏油性能的提高,摩擦因数减小,磨痕深度变浅,宽度变窄。油润滑条件下的摩擦因数显著小于水润滑条件下的,且波动性更小,磨痕也更浅更窄。水润滑条件下,点阵表面的摩擦因数大于网格表面;而油润滑条件下,点阵表面的摩擦因数小于网格表面。     

钛合金的电火花加工技术及最新研究进展

钛合金因其比强度高、耐腐蚀、高温力学性能优异,以及生物相容性好等特点,被广泛地应用于海洋开发、航空航天、化学及生物医学等诸多领域中。但钛合金属于难切削材料,因此研究钛合金的电火花加工具有重要意义。从钛合金电火花成型、钛合金电火花线切割和钛合金电火花强化三个方面综述钛合金电火花加工的技术特点及最新研究进展,并指出了钛合金电火花加工的发展方向,为钛合金电火花加工的深入研究提供参考。     

疏水/超疏水Ti合金表面液滴的运动特性

采用激光加工技术在Ti6Al4V合金表面构建点阵微结构,利用自组装分子膜技术在微结构表面沉积低表面能物质,制备疏水/超疏水表面。采用自制测试系统测试液滴在试样表面的静态接触角和滚动角,用高速摄像机拍摄液滴滴落到试样表面的运动过程。结果表明,经激光加工和低表面能修饰可构建Ti6Al4V疏水/超疏水表面,其最大接触角为151.4°,表面静态接触角随点阵间隔的增大而减小;液滴静态接触角与液滴滴落高度相关,同一表面上的液滴静态接触角由最后一次滴落高度决定。液滴滴落到水平试样表面的铺展系数由试样表面粗糙度和静态接触角决定,表面粗糙度和静态接触角越大,液滴铺展系数越小。当滴落高度从0 mm增大到20 mm时,铺展系数的增大幅度约为50%。     

基于微/纳二元结构镁合金超疏水膜层的制备

利用微弧氧化技术在镁合金表面制备微米级粗糙结构,采用环氧树脂溶液和纳米二氧化硅分散液对该表面进行涂覆处理,再利用全氟硅烷改性,制备得到具有超疏水性的复合膜层。采用扫描电镜、X射线衍射仪、接触角测量仪、高速摄影系统和电化学工作站评价膜层的形貌结构、润湿性和耐蚀性。结果表明:微弧氧化层所具有的微米级结构和纳米二氧化硅颗粒组成的微/纳二元粗糙结构对疏水性的提高具有重要作用;复合膜层表面的接触角随二氧化硅分散液浓度的提高呈现先增加后减小的趋势,并最终逐渐稳定在150°左右;当二氧化硅分散液溶度为10 g/L时,复合表面的接触角最大可达161°。同时该表面对水滴呈现低黏附特性。动电位极化曲线表明:与镁合金基底相比,微弧氧化层和复合膜层的耐蚀性提高2~3个数量级。     

基于自组装技术改性处理镁和铝金属的摩擦学特性研究

采用自组装技术对镁、铝金属表面进行改性处理,并对制备的试样进行紫外照射.利用接触角测量仪、原子力显微镜和UMT-2型微摩擦磨损试验机对制备的试样进行表征和摩擦学特性测试,分析了载荷、滑动速度以及紫外照射对试样摩擦学特性的影响.结果表明,经OTS自组装分子膜改性处理的镁、铝金属表面平整均匀,具有疏水特性和良好的摩擦学性能.Si3N4球与OTS自组装分子改性处理试样间的摩擦系数随载荷和滑动速度的增大而增大.紫外照射5min可有效地提高OTS自组装分子膜改性处理的效果,减小了有机杂质的粘着效应.改性处理的镁、铝金属表面在降低摩擦系数的同时,摩擦副的耐久性显著提高.     

极压润滑的动力模型

从物理化学和摩擦化学的原理出发，在考虑了摩擦副接触状态的条件下，建立了极压润滑的动力模型。这一模型能够更为完善地解释极压润滑中出现的现象，为进一步深入研究极压润滑状态提供了理论依据。     

电沉积Ni－P－Si_3N_4复合镀层的磨损机理

通过摩擦磨损试验、互射线衍射分析和电子探计分析等对电沉积Ｎｉ－Ｐ－Ｓｉ３Ｎ４复合镀层的摩擦损性能及其结构进行了研究，着重分析了Ｎｉ－Ｐ－Ｓｉ３Ｎ４复合镀层的磨损机③。结果表明，在干摩擦条件下，Ｎｉ－Ｐ－Ｓｉ３Ｎ４复合镀层中的Ｓｉ３Ｎ４微粒能够有效地降低摩擦副之间的犁沟效应和粘着脱落，从而大幅度地提高复合镀层的耐磨性能。     

Ni—P—Si3N4复合镀层的磨损特性

本文通过Ｘ射线衍射分析、电子探针分析和摩擦磨损试验，分析了电沉积Ｎｉ－Ｐ－Ｓｉ３Ｎ４复合镀层的结构性能和磨损特性，并比较了不同弥散微粒的影响。结果表明，在油润滑条件下，复合镀层中的Ｓｉ３Ｎ４微粒在支承载荷的同时，有利于边界润滑膜的形成，避免粘着磨损。同时由于Ｓｉ３Ｎ４微粒本身具有的结构特征，提高了复合镀层的耐磨性能。     

OTS自组装分子膜改性处理钛金属的摩擦学特性研究

采用自组装技术对钛金属表面进行改性处理，并对制备的试样进行紫外照射；用原子力显微镜对试样的表面形貌进行表征；用微摩擦磨损试验机测试OTS自组装分子膜改性处理的钛金属表面的摩擦学特性，并研究了紫外照射处理的影响。结果表明：经OTS自组装分子膜改性处理的钛金属表面平整均匀，且摩擦学特性显著改善，摩擦因数小于钛基底；紫外照射可有效地提高OTS自组装分子膜改性处理的效果，减小了有机杂质的粘着效应；钢球与OTS自组装分子改性处理试样间的摩擦因数随载荷的增大而增大，这取决于边界润滑膜是否发生失效。