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:以铝热反应法制备无昂贵合金元素添加的纳米结构白口铸铁,采用XRD、OM、SEM和拉伸及压缩等分析、测试手段研究碳含量对纳米结构白口铸铁组织和力学性能的影响。结果表明:随碳含量增加,白口铸铁由不同形态的珠光体和渗碳体组成,其中层片状珠光体含量减少,粒状珠光体含量增加;层片状珠光体的片间距分别为165、231和250nm。碳含量为3.5%,3.7%和4.3%的纳米结构白口铸铁的维氏硬度分别为552、577和575HV,抗压强度为2224、2460和2220MPa,抗拉强度为383、416和245MP,均呈现先增大后减小的趋势;伸长率为3%、2.5%和1%,呈现逐渐下降的趋势。无昂贵合金元素添加的纳米结构白口铸铁的力学性能与Ni-Hard2铸铁相当。
简介:对两相铝青铜合金(Cu-10%Al—4%Fe)进行等通道转角挤压(qualhannelangularextrusion,简称ECAE)热加工处理,研究ECAE对合金微观组织及摩擦学性能的影响。结果表明,ECAE热挤压可显著细化铝青铜合金晶粒,并显著提高该合金的摩擦学性能。未经ECAE挤压处理的铝青铜合金表面具有严重的磨粒磨损特征,而经4道次挤觚处理后其表面只呈现轻微的磨粒磨损特征。铝青铜合金的摩擦因数及磨损量均随挤压道次增加而减小,这是由于晶粒细化提高了它的硬度和强度,也闪此提高其抗塑性变形能力,从而减少磨损过程中的塑性变形,提高其耐磨性能;另外,铝青铜合金抗塑性变形能力增加,减少了磨粒对其表面的犁削作用,也提高了该合金的磨损,性能。
简介:采用天然岫岩玉和人工合成含镧化合物为原料,通过高能球磨制备粒径小于2μm的镧/蛇纹石复合粉体,分析该复合粉体的热力学及结构稳定性,评价其作为润滑添加剂的摩擦学性能,并探索其减摩抗磨机理。结果表明:镧的加入能降低蛇纹石微粉的热力学及结构稳定性,使蛇纹石的羟基脱除速率更快、反应更彻底。复合微粉较单一的蛇纹石微粉具有更好的减摩抗磨性能,在CD15w/40柴油机润滑油中添加0.5%的镧/蛇纹石复合微粉时,摩擦因数和盘片磨损体积分别较基础油降低约34.2%和68.8%;磨损表面致密光滑,复合粉体颗粒直接参与摩擦界面复杂的物理和化学作用,诱发形成富含Si-O结构的氧化膜,该氧化膜与有机残留物产生正协同作用,提高摩擦副的磨损抗力及润滑性能,显著降低摩擦磨损。
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:采用反应磁控溅射法分别在单晶硅(100)和不锈钢基底上沉积不同W含量的Zr1-xWxN(x=0.17,0.28,0.36,0.44,0.49)复合膜,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机研究该复合薄膜的微结构、力学性能及摩擦性能,并探讨ZrWN复合膜的摩擦机理。结果表明:当x≤0.28时,复合膜呈fcc(Zr,W)N结构;当x为0.36~0.44时,复合膜呈fcc(Zr,W)N和fccW2N结构;当x=0.49时复合膜为fcc(Zr,W)N、fccW2N结构和β-W单质。Zr1-xWxN复合膜的硬度随x增加先增大后减小,当x=0.44时达到最大值,为36.0GPa。随x增加,Zr1-xWxN复合膜的室温摩擦因数先减小后增大,摩擦表面生成的氧化物WO3对于降低摩擦因数起重要作用。
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:采用真空热压烧结法,以Fe基元素混合粉末和MBD。人造金刚石为原材料,通过改变工艺参数,制备锯切花岗岩用Fe基孕镶金刚石锯片磨头。采用SEM、XRD、布氏硬度仪、万能力学试验机和MRH-3销盘式摩擦试验机研究不同烧结工艺制备的磨头结构、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明:提高烧结温度或烧结压力可使磨头胎体合金化程度增大,金刚石和胎体由机械包镶变为冶金结合,力学性能得到提高。与680℃/15MPa/4min和760℃/23MPa/4min烧结工艺相比,760℃/15MPa/4min工艺所得磨头胎体与金刚石具有最佳的耐磨匹配性和界面结合特性,摩擦磨损性能最好。
简介:采用电场、磁场、应力场和温度场多场耦合成形与烧结一体化技术制备高致密Fe-2Cu-2Ni-1Mo-0.8C合金,利用光学显微镜和扫描电镜对该合金的显微组织以及磨损表面进行观察和分析,重点研究耦合外加脉冲磁场对合金耐磨性能的影响。结果表明,在电场、应力场和温度场三场耦合放电等离子烧结技术的基础上进一步耦合适合的脉冲磁场,可明显改善烧结合金微观组织和合金元素分布的均匀性,不仅提高合金的耐磨性,同时还可显著提高合金的耐磨性能均匀性。在峰值电流、基值电流、频率、占空比分别为2700A、360A、50Hz和50%的脉冲电流以及烧结压力为30MPa的条件下烧结铁基合金粉末3min,耦合外加脉冲磁场强度为2.36×106A/m时,烧结材料的耐磨性能最佳,合金的磨损机制主要为粘着磨损。
简介:用氩气雾化法制备的Zr(50)Cu(40)Al(10)非晶粉末作为填充材料,采用热压工艺制备非晶/聚苯硫醚(PPS)树脂复合材料,对材料的摩擦磨损性能进行检测,分析磨损机理,并与Al2O3颗粒作为填料的PPS树脂基复合材料进行对比。结果表明:以Zr(50)Cu(40)Al(10)非晶颗粒作为填充物,可降低PPS的摩擦因数,减小磨损量,对于PPS树脂材料抗磨性能的提升效果优于传统无机填料Al2O3。随非晶颗粒含量(体积分数)从0增加到40%,复合材料的摩擦因数与磨损量均逐步降低而后略有增加,磨损机理则从粘着磨损过渡到磨粒磨损,最终转为疲劳磨损。30%Zr(50)Cu(40)Al(10)/PPS复合材料的质量磨损仅为纯聚苯硫醚的20.4%。Zr(50)Cu(40)Al(10)非晶颗粒与摩擦副发生化学反应,参与转移膜的形成,并提高转移膜与摩擦副的结合强度,减少摩擦副表面的微凸体,从而降低摩擦副对复合材料基体的磨损。
简介:在M-2000型摩擦磨损实验机上,以GH4169合金环为配副,对以粗糙层/光滑层/树脂炭(RL/SL/RC)为基体炭的C/C复合材料和拟用作航空发动机轴间密封环的高强石墨的滑动摩擦磨损性能进行对比研究。结果表明,随着时间延长,C/C复合材料的摩擦表面逐渐形成完整、致密的摩擦膜,因而摩擦因数逐渐降低,趋于平稳,在60~180N载荷下,摩擦因数仅为0.11~0.18;而石墨材料摩擦因数在试验开始后迅速上升,达到动态平衡后保持小幅度的增长趋势,在60~180N载荷下其摩擦因数为0.23~0.28。与高强石墨相比,C/C复合材料还具有更小的体积磨损,更适用于发动机轴间密封环材料。
简介:基于金刚石钻头干钻时出现较高摩擦热的现象,采用MoS2作为胎体润滑剂,用电镀法制备MoS2-Ni复合胎体材料,以减小胎体的摩擦因数、降低摩擦热;并研究电镀工艺对MoS2复合镀层的显微硬度和低温低压下复合镀层对胎体摩擦性能的影响。结果表明:随镀液中MoS2浓度增大,镀层的显微硬度和胎体的摩擦因数降低,当MoS2浓度大于0.5g/L时,镀层的显微硬度和胎体的摩擦因数变化不大;随镀液pH增大,镀层显微硬度降低,胎体的摩擦因数先减小后增大,当镀液pH增大到4.0后,镀层的显微硬度变化不大,胎体摩擦因数达最小值;随镀液电流密度增大,镀层显微硬度和胎体摩擦因数先减小后增大,当电流密度增大到2.5A/cm2时,镀层的显微硬度和胎体摩擦因数达到最小值。摩擦磨损后的胎体材料形貌分析表明,控制好电镀工艺条件,可实现低温低压下MoS2-Ni复合材料对胎体的润滑作用。
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。