往复摩擦下热压镍－二硫化钼复合材料的自润滑性能及其耐磨机理研究

对于含ＭｏＳ２的复合材料在单向滑动摩擦条件下的实用性能，人们已经进行了比较多的研究，然而好多摩擦部件在工程实际中经受的却都是往复摩擦。为了探明热压Ｎｉ－ＭｏＳ２复合材料的自润滑性能及其耐磨机理，在往复摩擦条件下研究了这种材料盘表面和偶件ＧＣｒ１５钢球表面之ＭｏＳ２膜的形成过程与形貌特征，并且利用扫描电子显微镜等观察分析了ＭＯＳ２膜的磨损表面形貌及其微区成分。结果表明，在给定的往复摩擦条件下，对偶双方表面都形成了具有层状结构的ＭｏＳ２润滑膜，这种膜是通过疲劳剥落、转移、粘附与叠压等方式所形成；ＭｏＳ２含量对Ｎｉ－ＭｏＳ２复合材料自润滑性能的影响，主要取决于它是否能够在对偶双方表面形成分布均匀而稳定的润滑膜，含６０％（ｗｔ）ＭｏＳ２的复合材料的自润滑性能最好；Ｎｉ－ＭｏＳ２复合材料的自润滑性是通过其表面ＭｏＳ２膜的连续生成与疲劳剥落，并在偶件表面形成转移膜，使复合材料与金属间的摩擦变成复合材料表面ＭｏＳ２膜与偶件表面ＭｏＳ２膜之间的摩擦所实现。由此可见，Ｎｉ－ＭＯＳ２复合材料是适合在往复摩擦运动场合应用的一种性能良好的自润滑复合材料。     

脂润滑下二硫化钼溅射膜的摩擦特性

ＭｏＳ＿２溅射膜通常是用于干摩擦的场合，因而对它在脂润滑下的摩擦学行为，特别是对其在边界润滑状态下的作用都还很少有人进行研究。以解决空心圆柱滚子轴承早期磨损失效为主要目的，利用球－盘摩擦磨损试验机考察了在脂润滑下ＭｏＳ＿２溅射膜的摩擦特性。结果表明，脂加ＭｏＳ＿２溅射膜可以在比较宽的速度和载荷范围内表现出良好的减摩性能，此外，还利用Ｘ射线光电子能谱方法测定了射频溅射ＭｏＳ＿２固体润滑膜的元素化学状态、成分深度分布和膜层厚度等，分析了成膜条件对ＭｏＳ＿２溅射膜的影响，为获得理想的ＭｏＳ＿２薄膜提供了科学依据。     

二硫化钼的电子显微分析

为了促进含ＭｏＳ２的润滑材料的应用及其基础研究的发展，利用电子显微分析技术研究了国产ＭｏＳ２的硫／钼原子比、颗粒形貌及其结构，给出了不同产地ＭｏＳ２粉末的粒径（从微米到纳米范围），以及ＭｏＳ２粘结膜和ＭｏＳ２溅射膜的形貌，并且指出当硫／钼原子比接近于２．００时，ＭｏＳ２溅射膜的耐磨寿命最长，同时还利用高分辨透电子显微照片和电子衍射图揭示了国产ＭｏＳ２的晶体结构及其参数，研究结果对含ＭｏＳ２润滑材料     

二硫化钼表面氧化行为的研究（Ⅱ）─—二硫化钼摩擦表面氧化与电子转移的研究

利用电子自旋共振谱和Ｘ射线光电子能谱研究了二硫化钼ＭｏＳ＿２摩擦表面的氧化和电子转移，发现ＭｏＳ＿２在摩擦过程中是以Ｍｏ￣（４＋）经由Ｍｏ￣（５＋）过渡态继而与氧作用生成稳定的Ｍｏ￣（６＋），并且是以ＭｏＯ＿３的形式存在，证明ＭｏＳ＿２的摩擦表面除有一般认为的Ｍｏ￣（４＋）和Ｍｏ￣（６＋）这两种化学状态以外，还有Ｍｏ￣（５＋）自由基离子这种从未发现的的中间态。Ｍｏ￣（５＋）是４ｄ￣１电子构型，其在室温下于空气或氧气中是稳定的，然而在摩擦环境或添加剂的作用下，Ｍｏ￣（５＋）所含不成对电子很容易发生转移而生成Ｍｏ￣（６＋），这种研究结果更加深入地揭示了ＭｏＳ＿２摩擦表面氧化过程的复杂性，因此，应当从摩擦化学角度重新认识ＭｏＳ＿２摩擦氧化产物及其形成机制，这于研究摩擦环境和添加剂对润滑剂的抗氧化协同效应具有重要意义。     

氧化剂CrO3在MoS2润滑膜中的物理化学作用

通过在ＭｏＳ２粉末中加入氧化剂ＣｒＯ３来改变摩擦过程中表面氧化物和硫化物的形成状态，以期改善ＭｏＳ２润滑膜的寿命。利用接触角测定仪对摩擦表面的相对粘着表面能进行了计算，根据能量理论初步分析了ＭｏＳ２与ＭｏＳ２＋ＣｒＯ３摩擦系数的变化；由表面膜内产物的自由能和能量磨损理论，初步探讨了摩擦过程中表面氧化物和硫化物对磨损的影响。     

Ni—Cr—Ml—Al—Ti—B—MoS2系合金高温摩擦学特性的研究

用粉末冶金法制备了Ｎｉ－Ｃｒ－Ｍｏ－Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ－ＭｏＳ２系宽温度范围自澜残杀则试了合金机械性能及其在室温６００℃范围内的摩擦磨损性能,同时还了其耐磨机理。研究结果表明,ＭｏＳ２质量分数为１０％的合金具有较好的机械和摩擦磨损综合性能。该合金主要由Ｎｉ基固溶体、Ｎｉ３Ａｌ、Ｎｉ３（Ａｌ,Ｔｉ）、不定比化合物ＣｒｘＳｙ、ＭｏＳ２和Ｍｏ２Ｓ３等相组成,在室温至３００℃范围内摩擦表面形成含硫化合物复合膜     

Ni-Cr-Mo-Al-Ti-B-MoS2系合金高温摩擦学特性的研究

用粉末冶金法制备了Ｎｉ－Ｃｒ－Ｍｏ－Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ－ＭｏＳ２系宽温度范围自润滑合金材料,测试了合金机械性能及其在室温至６００ ℃范围内的摩擦磨损性能,同时还探讨了其耐磨机理．研究结果表明,ＭｏＳ２ 质量分数为１０％ 的合金具有较好的机械和摩擦磨损综合性能．该合金主要由Ｎｉ基固溶体、Ｎｉ３Ａｌ、Ｎｉ３（Ａｌ,Ｔｉ）、不定比化合物ＣｒｘＳｙ、ＭｏＳ２ 和Ｍｏ２Ｓ３ 等相组成,在室温至３００ ℃范围内摩擦表面形成含硫化合物复合膜而起润滑作用,高温摩擦时承载表面形成釉质层,次表层形成氧化层,其硬度比合金基体高,这是合金具有良好高温耐磨性的基础．高温下摩擦表面及磨屑中的氧化物及残余硫化物的协同作用使摩擦系数进一步降低．     

二硫化钼润滑失效的单电子转移机理研究

ＭｏＳ２是一种性能优良的固体润滑剂，为了考察它的润滑失效机理，在给定的试验条件下，对其在不同温度大气环境中的氧化状态与活性作了顺磁共振和Ｘ射线光电子能谱分析研究．在Ｍｏ混合氧化物的Ｍｏ３ｄ包络峰中解叠出２组峰，分别归属Ｍｏ６＋，Ｍｏ５＋和Ｍｏ４＋这３种化学状态，Ｍｏ５＋在４ｄ轨道上有１个未成对的电子，这是Ｍｏ氧化物中的一种过渡化合状态，具有４ｄ电子构型和顺磁性，可以在从室温到５００℃范围内稳定存在，而且活性较好，在光电离作用下形成Ｍｏ的终态化合物．因此，ＭｏＳ２在摩擦过程中由于周围环境和摩擦热等多种因素的作用，在摩擦表面生成Ｍｏ６＋而失效，这是一种单电子转多过程     

二硫化钼表面氧化行为的研究（Ⅱ）—二硫化钼摩擦表面氧化与电子转…

利用电子自旋共振谱和Ｘ射线光电子能谱研究了二硫化钼ＭｏＳ２摩擦表面的氧化和电子转，发现ＭｏＳ２在摩擦过程中是以Ｍｏ＾４＋经由Ｍｏ＾５＋过渡态继而与氧作用生成稳定的Ｍｏ＾６＋，并且是以ＭｏＯ３的形式存在，证明ＭｏＳ２的摩擦表面除有一般认为的Ｍｏ＾４＋和Ｍｏ＾６＋这两种化学状态以外，还有Ｍｏ＾５＋自由基离子这种从未发现的中间态。Ｍｏ＾５＋是４ｄ＾１电子构型，其在室温下于空气或氧气中是稳定的，然而在摩擦     

离子束增强沉积和磁控溅射硫化钼薄膜的摩擦磨损性能研究

在离子束增强沉积的Ｓｉ３Ｎ４膜和ＴｉＮ膜的表面，分别利用离子增强沉积法和磁控溅射法制取了ＭｏＳｘ薄膜。在ＳＲＶ摩擦磨损试验机上，对几种薄膜试样与５２１００钢板样作了对比试验研究。结果表明，两种ＭｏＳｘ薄膜都具有良好的摩擦磨损性能。     

脂肪酸及表面修饰MoS2纳米微粒LB膜在摩擦过程中结构变化的XP …

用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）研究了玻璃基体上沉积脂肪酸及二烷基二硫代硫酸（ＤＤＰ）修饰的ＭｏＳ２纳为微粒ＬＢ膜摩擦前的结构变化,结果表明：二十酸ＬＢ膜经一定次数摩擦后其结构发生明显变化,摩擦后Ｃ－Ｈ链的比例降低,而极性基团的比例显著增加,这可归因于其在摩擦力作用下发生诸如转移及有序化转变等一系列化学变化,表面修饰ＭｏＳ２微粒ＬＢ膜摩擦前后结构不发生明显变化,且经一定次数摩擦后其磨痕上仍可检测到Ｍdi     

低温离子渗硫层的摩擦学性能研究

采用低温离子渗硫技术在４５＃ 钢和ＧＣｒ１５ 钢表面形成渗硫层,用ＳＲＶ 往复摩擦磨损试验机分别在干摩擦和液体石蜡润滑下对渗硫层的摩擦学性能进行了研究,用ＳＥＭ、ＥＤＡＸ 和ＸＲＤ研究了渗硫层的形貌和结构,并对磨痕的形貌及成分进行了分析．结果表明：渗硫层表面呈多孔结构,由ＦｅＳ和ＦｅＳ２ 硫化物相及基体相组成;在干摩擦和液体石蜡润滑下,渗硫层具有明显的减摩润滑作用,并在一定程度上提高了材料表面的耐磨性,但渗硫层厚度对摩擦系数影响不大;相同试验条件下,ＧＣｒ１５ 钢渗硫层的耐磨性优于４５＃ 钢渗硫层．     

不同金属基体上的MoS2纳米微粒LB膜摩擦学行为研究

研究了Ｃｕ,Ａｇ及Ａｕ等金属基体上二烷基二硫代磷酸修饰ＭｏＳ２纳为微粒ＬＢ膜的摩擦学性能,用红外显微镜分析ＬＢ膜在摩擦过程中的结构变化,用电子探针分析考察不同金属基体上ＬＢ膜的磨痕形貌,结果表明：ＤＤＰ修饰ＭｏＳ２纳米微粒ＬＢ膜可有效低Ａｇ和Ｃｕ与ＧＣｒ１５钢对摩时的摩擦系数,该ＬＢ膜极易向对偶转移并摩擦过程中发生摩擦化学变化,主要包括无序化转变及修饰剂的部分分解,无机纲米核起主要承载和抗磨作用,     

CM—Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机的研制（Ⅱ）：试验与结果分析

在ＣＭ－Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机上，分别对ＴｉＮ／５２１００钢球－ＴｉＮ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢板和ＴｉＣ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢球－ＴｉＮ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢板等摩擦副在不同条件下作了擦膜摩擦试验。结果表明，利用ＣＭ－Ⅰ型试验机能够较好地测试出在洗向力和摩擦力同时作用下膜－基体系的失效临界载荷，而且测试数据的重复性较好。     

二硫化钼溅射膜在潮湿空气中贮存后润滑性能的退化与失效机理

为了探讨ＭｏＳ＿２溅射膜在潮湿空气中贮存期间所发生的化学变化这个长期争议未了的问题，以空间机械常用的９Ｃｒ１８轴承钢为底材，利用ｒｆ溅射法沉积ＭｏＳ＿２薄膜，并且利用Ｘ射线光电子能谱仪、俄歇电子能谱仪和Ｘ射线衍射仪等对这种薄膜在室温（１１－１５℃）下于相对湿度为１００％的潮湿空气中贮存不同时间后的组成、元素价态和晶体结构进行了分析，考察了它在潮湿贮存过程中所发生的化学变化及其润滑性能的退化与失效机理，检测发现，ＭｏＳ＿２溅射膜经潮湿贮存一天就有少量的Ｍｏ￣（４＋）氧化生成了Ｍｏ￣（６＋），在潮湿贮存５天时又发现有少量的ＳＯ生成，随着贮存时间的延长，不仅膜中Ｍｏ￣（６＋）／Ｍｏ￣（４＋）之比在不断地增大，表明有更多的Ｍｏ￣（４＋）发生了深度氧化，而且Ｓ￣（２－）发生氧化生成的ＳＯ之含量也越来越大。由此可见，ＭｏＳ＿２溅射膜在室温下于潮湿空气中贮存期间与氧和水发生了化学反应，生成物是ＭｏＯ＿３和Ｈ＿２ＳＯ＿４．Ｈ＿２ＳＯ＿４的生成致使薄膜表面的凝聚水呈现出ｐＨ值为１．５－２．０的强酸性，从而造成了金属底材的腐蚀。ＭｏＳ＿２的深度氧化和金属底材的腐蚀是导致ＭｏＳ＿２溅射膜在潮湿环境中润滑性能退化与失效的主要原因。     

不同金属基体上MoS2纳米微粒LB膜摩擦学行为研究

研究了Ｃｕ、Ａｇ及Ａｕ等金属基体上二烷基二硫代磷酸修饰ＭｏＳ２纳米微粒ＬＢ膜的摩擦学性能,用红外显微镜分析ＬＢ膜在摩擦过程中的结构变化,用电子探针分析考察不同金属基体上ＬＢ膜的磨痕形貌．结果表明：ＤＤＰ修饰ＭｏＳ２纳米微粒ＬＢ膜可有效降低Ａｇ和Ｃｕ与ＧＣｒ１５钢对摩时的摩擦系数;该ＬＢ膜极易向对偶转移并在摩擦过程中发生摩擦化学变化,主要包括无序化转变及修饰剂的部分分解;无机纳米核起主要承载和抗磨作用．Ｃｕ基体上的ＬＢ膜耐磨寿命较Ａｇ基体上ＬＢ膜的耐磨寿命高１００倍,这主要因ＬＢ膜与Ａｇ基体的结合较弱．     

碳化钨－镍－钴－钼－氧化铅系高温自润滑金属陶瓷材料的综合性能研究

为了扩大ＷＣ－Ｎｉ－Ｍｏ－ＰｂＯ四组元复合材料在工程实际中的应用范围，利用中频感应热压法制备了Ｗｃ－Ｎｉ－Ｃｏ－Ｍｏ－ＰｂＯ系高温自润滑金属陶瓷材料，并对其物理机械性能和摩擦学性能进行了试验研究，结果表明，含镍和钴这两组元之重量比为２的Ｗｃ－Ｎｉ－Ｃｏ－Ｍｏ＿ＰｂＯ材料的综合性能最好，即使在６００℃的高温下也具有较高的机械强度和相当好的摩擦学性能，且其在高速、重载下的摩擦磨损性能也比较好，Ｘ射线衍射分析发现，这种材料在６００℃时的摩擦表面形成了均匀分布的ＰｂＷＯ４膜，这是其在高温下具有良好自润滑性的根本原因，在烧结温度下，ＷＣ可溶解于钴相形成面心立方结构的Ｃｏ３Ｗ３Ｃ、Ｃｏ２Ｗ４Ｃ和Ｃｏ３Ｗ６Ｃ化合物，这能增强材料中金属相与陶瓷相的结合力。在自然降温冷却过程中，从钴相中析出Ｃｏ３Ｗ和元素碳，后者可与钼形成ＭｏＣ，进而形成Ｗｃ－ＭｏＣ固溶体，这既能细化ＷＣ晶粒，又能强化晶界，而且钴与镍形成的连续固溶体可以使金属相得以强化。这些都是提高材料的高温机械性能和摩擦学性能的直接原因。     

稀土铈对镍－铜－磷／二硫化钼电刷镀层摩擦学特性的影响

ＭｏＳ２是性能优良的常用固体润滑剂，但其在大气特别是在潮湿大气中容易受到氧化而使性能变差．通过对添加和未添加稀土元素Ｃｅ的Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ／ＭｏＳ２电刷镀层的对比试验研究，就这种元素改善镀层的摩擦学性能及其提高ＭｏＳ２抗潮湿大气腐蚀的作用进行了考察，并且用扫描电子显微镜、Ｘ射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪等，对镀层的显微组织和ＭｏＳ２的元素价态等进行了分析．结果表明，未添加稀土元素Ｃｅ的镀层中的ＭｏＳ２容易氧化，Ｍｏ４＋和Ｓ２－分别被氧化成Ｍｏ６＋和Ｓ６＋，而添加稀土的镀层中的ＭｏＳ２仍以其原有的形式存在，而且镀层的显微组织明显比无稀土镀层的细而致密，同时稀土Ｃｅ４＋在电刷镀过程中通过还原反应产生电沉积，这有助于它在ＭｏＳ２表面优先沉积而起改性作用．因此，含稀土Ｃｅ４＋的Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ／ＭｏＳ２镀层的摩擦学性能比无稀土镀层的好，前者的耐磨寿命比后者的约高５倍     

CM－Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机的研制（Ⅱ）─—试验与结果分析

在ＣＭ－Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机上，分别对ＴｉＮ／５２１００钢球－ＴｉＮ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢板和ＴｉＣ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢球－ＴｉＮ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢板等摩擦副在不同条件下作了擦膜摩擦试验．结果表明，利用ＣＭ－Ⅰ型试验机能够较好地测试出在法向力和摩擦力同时作用下膜－基体系的失效临界载荷，而且测试数据的重复性较好；随着摩擦系数的增大，其失效形式是由底材首先屈服，进而发生镀层被压碎并逐渐转化为完全剥离，临界载荷也随之减小，     

O′—Sialon—BN复合材料的摩擦磨损性能研究

考察了O′－Sialon-BN复合材料／普碳钢摩擦副在室温条件下的摩擦磨损性能，采用扫描电子显微镜观察分析复合试样的微结构和磨损表面形貌，并分析了其磨损机理，结果表明，室温干摩擦条件下，O′－Sialon-BN复合材料／普碳钢摩擦副合期长达20min，经过磨合期后摩擦系数稳定在0.82左右，复合材料的主要磨损机制为粘着磨损和磨拉磨损，O′－Sialon-BN复合材料具有较高的强度，硬度和断裂韧性，这是其具有良好抗磨性能的重要原因，在摩擦过程中，O′－Sialon-BN材料磨损表面形成的铁及其氧化物转移膜起一定的减摩抗磨作用，而O′－Sialon-BN复合材料中的BN 一定的固体润滑作用。