简介:将主要含有Mg、Al、O、Si等元素的凹凸棒石按质量分数0.5%添加在柴油机润滑油CD15W/40中,配制成对比油样。分别利用X射线衍射(XRD)与透射电镜(TEM)分析凹凸棒石的物相组成及颗粒形貌,使用环块摩擦磨损试验机进行摩擦实验,借助表面轮廓仪、聚焦离子束扫描电镜(focusion-beamscanningelectronmicroscope,FIBSEM)、能量弥散X射线探测器(energydispersiveX-raydetector,EDX)及TEM分析试样的磨损量及磨损表面的形貌、元素和物相组成,并探讨磨损表面的摩擦改性机理。结果表明:该凹凸棒石属于一维纳米材料,分散在CD15W/40润滑油中使摩擦副的磨损量降低约66%,磨损表面光滑;摩擦过程中,纳米凹凸棒石与摩擦副表面发生复杂的化学反应,形成一层厚度约为10~20nm的摩擦改性层,其物相组成为晶态和非晶态的SiO2和铝硅酸盐,含有Al、Fe、Si、O、C等元素。
简介:采用钢纤维作增强纤维相、MoS2作润滑相,酚醛树脂为粘接相,并加入各种填料配制成一种树脂基半金属复合摩擦材料,将该材料与灰铸铁组成摩擦副,用D—MS定速摩擦试验机测定摩擦副在不同温度下的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜(SEM)观察磨屑形貌,探讨该复合材料磨损的主要控制机制。结果表明,摩擦副的摩擦因数在0.35~0.40之间,比较稳定;低温磨损较小,但高温磨损较大且伴随有较强烈的振动和噪声。研究结果还表明:低温磨损主要由粘着磨损和磨粒磨损所控制,前者产生的磨屑颗粒较大,而后者的磨屑颗粒则很细小;中温、高温的磨损主要由有机物的热分解和摩擦表面膜的破裂、脱落所引起,磨屑多呈薄片状,MoS2的高温氧化可能是增大复合材料磨损的重要因素。
简介:用C3H6作为碳源气,Ar作为稀释气体和载气,TaCl5为钽源,采用化学气相沉积法(chemicalvapordeposition,CVD)在高纯石墨表面制备TaC涂层。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等对涂层进行表征,研究1000℃下稀释气体(Ar)流量对TaC涂层成分、织构及表面形貌的影响。结果表明:随着稀释气体流量增大,表面均匀性和光滑度提高,晶粒尺寸减小,晶体择优取向降低,沉积速率减小,涂层中C含量增多。当稀释气体流量为100mL/min时,TaC涂层晶粒尺寸与沉积速率分别为32.5nm和0.60μm/h;而当稀释气体流量增大到600mL/min时,涂层晶粒尺寸与沉积速率分别下降到21nm和0.25μm/h。
简介:采用多靶磁控溅射技术,制备TiCN、VCN单层膜及一系列调制比为1的不同调制周期的TiCN/VCN多层膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、高温摩擦磨损测试仪和扫描电子显微镜,研究各种薄膜的微结构、力学性能及室温和高温摩擦磨损性能。研究表明:不同调制刷期的TiCN/VCN多层膜的硬度围绕混合法则计算的硬度值上下波动,没有出现致硬现象。TiCN和VCN单层薄膜室温下的摩擦因数很低,TiCN/VCN多层膜调制周期较小时摩擦因数较高,调制周期大于10nm时摩擦因数逐渐接近TiCN和VCN单层膜。700℃下,TiCN/VCN多层膜的摩擦因数主要取决于表面生成的TiO2和v205的共同作用,与TiCN相比,TiCN/VCN多层膜的高温摩擦因数较小。
简介:采用无压熔渗工艺制备1种新型的具有自润滑耐磨性能的炭纤维整体织物/炭-铜(C/C-Cu)复合材料,分别在环-块运动模式、销-盘运动模式和往复运动模式下对该材料的摩擦磨损特性进行研究,并与粉末冶金方法制备的滑板用C/Cu复合材料进行性能比较。结果表明:C/C-Cu复合材料在不同试验模式下表现出迥异的摩擦磨损特性。往复运动模式下试样表面形成完整光滑的磨屑层,摩擦因数和磨损量均分别维持在0.02和1.70mm3的较低水平,摩擦磨损性能优于C/Cu复合材料;环-块模式下试样磨损面粗糙,摩擦因数最高,达到0.25以上,磨损量最低,仅为0.75mm3与C/Cu复合材料的摩擦磨损性能相当;销-盘模式下试样的磨损量远高于其它2种摩擦模式,最高达55mm3,摩擦磨损性能比C/Cu复合材料差。
简介:在MM-1000型摩擦试验机上,对炭/炭复合材料分别在氮气和空气中模拟正常着陆能量条件下的摩擦磨损行为进行测试。结果表明:在氮气中,炭/炭复合材料的摩擦因数较高,达到0.32~0.4,磨损率较低,质量磨损率为18mg/次,线性磨损率为1.4μm/次;在空气中,材料的摩擦因数较低,为0.2~0.3,但磨损率较高,质量磨损率为48mg/次,线性磨损率为3.8μm/次。磨损表面及磨屑的SEM形貌表明:在空气中,材料摩擦表面易形成炭纤维、基体炭相互脱离的磨屑,其主要磨损机制为氧化磨损;在氮气中,则有纤维与基体炭连接良好、大尺寸的磨屑出现,主要磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。
简介:引入“固态扩渗+轧制”的表面改性方式,即在研究镁合金薄板表面改性方法及工艺的基础上,采用固态粉末包覆热扩渗的方法,对AZ31镁合金薄板进行表面改性处理,获得研究目标材料;借助有限元软件Ls—DYNA模拟其冷轧过程,获得最优的轧制工艺参数并进行轧制实验,通过x.射线衍射(xRD)、金相显微镜、布氏硬度测量计、往复式摩擦磨损试验机和CorrTest腐蚀电化学测试系统检测材料表面的组织与性能。结果表明:轧制变形后的表面组织晶粒更加细小、均匀;耐磨性有所改善,表面硬度由HB61.4提高至HB63.5,摩擦因数由0.52变为0.6,表面摩擦磨损质量损失由0.33mg降低至0.26mg;表面耐腐蚀性能显著提高,其开路电位由-1.594V变为-1.574V,自腐蚀电位由-1.574V变为-1.38V,自腐蚀电流密度由6.2×10-3mA/cm2变为7.0×10-4mA/cm2。
简介:采用真空无压熔渗工艺制备炭纤维整体织物炭/炭-铜(C/C—Cu)复合材料,在改装的QDM150型干式摩擦性能试验机上进行载流条件下的干滑动模拟实验,研究电流及紫铜对偶盘转速对C/C—Cu复合材料摩擦磨损性能的影响规律。利用扫描电镜观察分析磨损表面及磨屑形貌。结果表明:C/C—Cu复合材料的摩擦因数随电流增大而减小,质量磨损率随电流增大而增大,接触表面的化学反应使得正极的磨损大于负极;复合材料的摩擦因数和磨损率均随着转速增大而降低。扫描电镜观察分析发现正极生成的磨屑主要以片状剥落层的形式存在,而负极的磨屑细小松散,呈等轴状。
简介:以短炭纤维、Si粉、炭粉和树脂为原料,通过均匀混合、温压成形,在1500℃原位反应最终制得C/C—SiC复合材料。测试试样的开孔隙率、热扩散率及摩擦磨损性能,研究制备工艺过程中后续炭化对摩擦磨损性能的影响,并对摩擦表面及磨屑进行扫描电镜观察和X射线衍射分析。结果表明:采用树脂浸渍炭化工艺制备的C/C—SiC制动材料具有适中的摩擦因数和较低的磨损率;经后续炭化,树脂转变为树脂炭,以磨粒的形式增大摩擦力,同时有效地降低了磨损率。
简介:研究了经真空热压、热挤压工艺制备的涂覆颗粒(化学涂层工艺)增强Al-Fe-V-Si耐热铝合金基复合材料在不同温度下的力学性能与摩擦磨损性能.实验结果表明:涂覆后的SiCp与基体结合更加牢固,涂覆层(Ni)的加入降低了材料内部颗粒(SiCp)与基体(Al-Fe-V-Si)之间的孔隙,10%SiC(Ni)/Al-Fe-Si(0812)复合材料在室温的断裂强度分别比基体和10%SiCp/Al-Fe-V-Si(0812)复合材料增加了62.15%和2.82%,在400℃时分别增加了55.3%和28.6%.复合材料耐磨性能比增强体未涂覆复合材料大大提高,在载荷50N,转速0.63m/s的工况下,经增强体涂覆的铝基复合材料在300℃时为以磨粒磨损为主的磨损机制;高于350℃时,为以粘着磨损为主的磨损机制.
简介:在中密度C/C复合材料基体上采用催化化学气相沉积方法生长碳化硅纳米线(SiCnw)及制备碳化硅纳米线/碳化硅(SiCnw/SiC)涂层,研究中密度C/C复合材料基体上加载催化剂后涂层沉积及其抗氧化性能,结果表明:中密度基体上催化制备SiCnw涂层,可改善沉积效率,同时可抑制裂纹扩展,明显改善SiC涂层在1200℃的氧化防护能力。另外,在1500℃的空气中氧化10h后,SiCnw/SiC涂层氧化质量损失率仅为1.34%,明显低于质量损失率为8.67%的单层SiC涂层。
简介:采用等离子喷涂技术,在C/C-Cu复合材料表面制备W涂层,采用氧乙炔焰进行烧蚀考核,通过金相显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪对烧蚀前后涂层的显微组织及相组成进行分析,并与没有W涂层的C/C-Cu复合材料进行对比。结果表明,熔蚀后有涂层的C/C-Cu复合材料质量损失仅0.9mg/s,无涂层C/C-Cu试样的质量损失为5.6mg/s。C/C-Cu复合材料表面W涂层较致密,与基体结合良好。烧蚀后C/C-Cu表面W涂层主要生成WO3和CuWO4,能谱分析(EDAX)表明有较多的Cu元素存在,但分布不均匀。W涂层在烧蚀后均较粗糙、疏松,存在孔洞和裂纹等缺陷,成为降低性能的重要因素。
简介:针对7050铝合金末端的喷水淬火过程,建立喷水表面某时刻换热系数二维分布的3个模型:喷射面均匀分布模型(H-Model),喷射水柱区均匀分布模型(F-Model)和喷射表面非均匀分布模型(G-Model),通过ABAQUS有限元软件包的用户子程序接口实现换热系数二维分布条件下的温度场模拟。有限元模拟与实测的冷却曲线对比表明,H-Model的平均误差约9%,F-Model的平均误差约7%,预测值的平均误差约4%。由此证明运用一维传热模型测算的换热系数构建其二维非均匀分布的方法简便、可靠,能为研究铝合金材料喷水淬火冷却机理与工艺控制提供更加准确的温度场结果。
简介:通过第一性原理的密度泛函理论,研究Cl^-离子在Al(100)表面的吸附行为,获得了不同覆盖度下Cl^-离子在Al(100)表面吸附后的能量、结构参数和电子特性。计算结果表明,Cl^-离子在Al(100)表面的顶位(T)和桥位(B)的吸附较稳定,而洞位(H)是能量上最不稳定的吸附位,吸附能随着覆盖度的增大而减小。同时,表面吸附Cl^-离子,还引起靠近表面的多层Al原子发生不同程度的收缩;随着覆盖度的增加,被吸附的Cl^-离子之间的距离变短,使得它们之间的静电排斥和静电能增大,并导致表面吸附能和吸附的Cl^-离子与最外层Al原子间的垂直距离逐渐减小。通过对清洁的Al(100)表面及Cl^-离子在不同位置的吸附表面的态密度分析,得到如下结论:Cl^-离子在Al(100)表面的吸附主要是由于Cl^-的2s和2p轨道与基底金属的3p轨道相互作用的结果。