甘油润滑下CrCN涂层的超低摩擦特性

为开发与CrCN涂层具有良好配伍润滑性能的绿色润滑剂,使用磁控溅射技术在304不锈钢表面沉积CrCN涂层,利用场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜、纳米压痕仪、维氏硬度计、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪分别对其表面形貌、涂层厚度、力学性能、物相组成以及元素化学价态进行分析,并借助多功能摩擦磨损试验机评价在甘油润滑下CrCN涂层的摩擦学性能,并与PAO6润滑下结果进行比较。利用磁控溅射技术在不锈钢表面构筑的CrCN涂层表面光滑致密,粗糙度仅为1.01 nm,硬度可达14.39 GPa。对比钢-钢和钢-CrCN体系的摩擦学性能发现,钢-CrCN体系在甘油润滑下展现出优异的润滑性能;当负载为0.5 N时,钢-CrCN体系在甘油润滑下的摩擦因数可低至0.01,大大低于PAO6润滑下的摩擦因数。对磨痕的XPS分析表明,在摩擦过程中,甘油发生摩擦化学反应,在CrCN涂层的接触表面生成一层FeOOH层,甘油分子及其降解产物可能进一步吸附在FeOOH层,形成流体润滑层,有效降低了摩擦和磨损。     

不同沉积温度下CrCN涂层的力学性能

使用磁控溅射技术在304不锈钢表面制备CrCN涂层,研究了沉积温度(200、250、300、350和400 ℃)对涂层结构及力学性能的影响。研究表明,沉积温度为250 ℃时,涂层的晶粒尺寸及表面粗糙度最大,但随着沉积温度的进一步升高,涂层的晶粒逐渐细化,表面粗糙度明显下降;同时涂层硬度伴随沉积温度的升高出现先增大后减少的趋势,沉积温度为350 ℃时,薄膜具有最高的硬度(22.85 GPa),抗弹性形变和抗塑性形变能力最好,体现出优异的力学性能。     

南堡凹陷中浅层盖-断组合控油模式及有利含油层位预测

对南堡凹陷中浅层油气的垂向分布起控制作用的盖层有3套,分别是明化镇组下段泥岩、馆陶组三段火山岩和东营组二段泥岩。由于受到断层的切割,盖层封闭油气的能力受到了不同程度的破坏。通过对各盖层封闭油气的断接厚度临界值进行研究,结合断层垂向断穿层位、平面分布以及活动历史等特点,配合油气纵向和平面分布规律的分析,发现上述3套盖层与断层组合的空间匹配控油模式有3种：①下全封模式,油气有利于在东营组二段盖层之下聚集成藏;②下开中封模式,油气有利于在馆陶组三段盖层之下聚集成藏;③中下有限封盖模式,从下至明化镇组底部皆可能有油气聚集成藏。利用所提出的3种封盖模式,在研究了南堡1-5区块盖层与断层等特征的基础上,对该区的油气有利聚集层位进行了预测,指出f1-3断裂和f2-12断裂控制区域属于下开中封模式,有利油气聚集层位为馆陶组四段、东营组一段及二段以下的各套地层;f4-48断裂控制区域属于下全封模式,有利油气聚集层位在东营组二段盖层之下;f13-1断裂控制区域属于中下有限封盖模式,明化镇组下段盖层之下的所有储层均可能有油气的聚集。提出的模式有效地指导了研究区有利含油层位预测。