WC-Ni金属陶瓷高温摩擦学性能的研究

本文考察了WC—Ni金属陶瓷的组成,显微组织和硬度及摩擦学条件等对其高温摩擦学性能的影响,并且发现WC-Ni材料在高温下摩擦时,表面生成了含氧化合物NiWO_4和WO_3,故其摩擦磨损性能比常温下的好。试验结果表明,NiWO_4有高温减摩作用,WO_3有抗磨作用;WC-Ni材料中的Ni含量为40％(wt)时,其在载荷39.2N、速度1m/s、温度600℃下摩擦形成的表面膜比较均匀连续,摩擦系数最低。     

Ti_3SiC_2/PM304摩擦副的高温摩擦学性能

本文考察了Ti3SiC2/PM304摩擦副从室温到630℃范围的摩擦磨损性能,并与Ni-Cr合金/PM304摩擦副的摩擦磨损性能进行了对比.结果表明:Ti3SiC2/PM304摩擦副具有比Ni-Cr合金/PM304摩擦副更好的摩擦磨损性能,特别是在400～630℃的温度范围内,Ti3SiC2/PM304摩擦副具有优异的摩擦磨损性能.从室温到300℃,Ti3SiC2/PM304摩擦副的磨损机制为Ti3SiC2晶粒拔出、脱落后与转移的PM304形成机械混合层,随着环境温度的升高机械混合作用加强.在400～630℃范围内,摩擦界面的机械混合作用受到显著抑制,在Ti3SiC2磨损表面形成富集银的转移润滑膜,而转移润滑膜的连续性对摩擦副的摩擦磨损性能影响较大.     

正癸烷燃烧机理及航空煤油点火延时动力学模拟

以单一正癸烷作为国产航空煤油的单组分替代模型, 应用自有的碳氢燃料反应机理生成程序ReaxGen-Combustion构建了燃烧反应的详细机理. 以国产煤油在加热型激波管上的燃烧实验为参考, 对比研究了文献报道的3组分替代模型(模型Ⅰ)、2组分替代模型(模型Ⅱ)以及本文的单组分替代燃烧反应机理(模型Ⅲ)在预测我国航空煤油点火延时特性方面的实用性. 结果表明, 温度在1052~1538 K时, 模型Ⅰ预测的点火延时与实验值相差较大; 模型Ⅲ在温度高于1176 K时的预测值与实验值符合较好, 在1052~1176 K之间时则相差较大; 模型Ⅱ与模型Ⅲ预测值符合很好, 由于前者考虑了低温反应机理, 因而对1052~1176 K区间的预测精度与模型Ⅲ相比有所改善. 计算还发现, 模型Ⅱ中添加的20%(质量分数)1,2,4-三甲基苯对高温段点火延时未产生明显影响.     

Ti_3SiC_2-Al_2O_3复合材料在不同液体介质中的摩擦磨损性能

采用真空热压烧结工艺制备了Ti3SiC2和Ti3SiC2-Al2O3复合材料,考察了其与GCr15钢球配副在无润滑条件、去离子水和乙醇介质中的摩擦磨损性能.研究结果表明:在无润滑条件和去离子水中,2种摩擦副的摩擦学性能较差;在乙醇中,2种摩擦副均表现出优异的摩擦学性能;从无润滑条件到去离子水和乙醇介质中,2种摩擦副的磨损机理受从钢球到盘的单向转移以及摩擦氧化控制.与单一Ti3SiC2材料相比,Ti3SiC2-Al2O3复合材料具有更好的摩擦学性能.     

甲基环己烷的高温燃烧机理及动力学模拟

本文根据高碳链烷烃和环烷烃高温燃烧的反应类型,开发了高温燃烧反应机理的自动生成程序ReaxGen,并据此建立了甲基环己烷的高温燃烧详细机理。采用激波管反应器模型开展了动力学模拟,研究了燃烧点火温度、点火压力、燃料摩尔分数和当量比对点火延时的影响。通过绝热燃烧平衡计算,得到产物浓度和绝热火焰温度。动力学模拟结果与文献实验结果及国际上同类机理的模拟结果进行了比较和讨论。     

乙烯中低温点火动力学机理研究

为了研究乙烯中低温燃烧的点火特性,用公开报道的可用于乙烯燃烧的反应动力学机理,模拟了乙烯的点火延时,发现现有机理难于描述乙烯中低温点火延时.根据敏感度分析,找到了对全温度段乙烯点火起重要作用的C₂H₃+O₂=CH₂CHO+O和C₂H₃+O₂=CH₂O+HCO反应,以及对低温点火起关键作用的HO₂参与的反应.通过引入最新报道的关键反应的动力学参数和添加新的反应通道,修正了UCSD机理,使乙烯中低温燃烧的点火延时模拟值更接近实验值.用修正机理模拟点火延时时,出现了低温燃烧的一阶点火和中温燃烧的负温度效应,进一步采用敏感度分析和物质产率分析,解释了这些现象,指出C₂H₄+HO₂反应可以有效缩短低温点火延时,HO₂的生成和消耗是影响乙烯低温一阶点火的主要原因,C₂H₃消耗反应是出现负温度效应的重要原因.     

WC—Ni—Mo—PbO高温自润滑金属陶瓷材料的研制及其综合性能考察

针对某热动力机械之动密封摩擦偶件用材的需要，以ＷＣ－Ｎｉ－ＰｂＯ材料为基料，通过陶瓷相ＷＣ的微细化和金属Ｍｏ的加入，利用中频感应加热的热压法研制出一种在高温下具有机械强度高、摩擦系数低和耐磨性能好等优点的ＷＣ－Ｎｉ－Ｍｏ－ＰｂＯ高温自润滑金属陶瓷材料，并且通过Ｘ射线衍射仪、电子探针微区分析仪和多功能电子能谱仪等近代分析手段揭示了这种材料的高温自润滑机理。研究结果表明，摩擦表面ＰｂＷＯ４润滑膜的形成     

钨酸铅高温润滑特性的研究

作者在对PbWO_4进行化学反应热力学计算的基础上,利用高温栓-盘式摩擦试验机、差热、X-射线衍射与能谱等多种手段,又对PbWO_4的高温润滑特性及其有关的摩擦化学现象进行了考察,指出PbWO_4具有良好的高温热安定性和摩擦-温度特性,而于500℃以上加热后可以发生少量的正方晶形向斜方晶形的转变;在高温下PbWO_4可以与摩擦偶件中的Ni、Fe元素的氧化物发生化学反应生成少量的NiWO_4、FeWO_4及PbO_1.44,这有利于提高PbWO_4膜与底材的结合强度。     

WC-Ni-PbO高温自润滑金属陶瓷材料的研究

作者考察了热压烧结WC-Ni-PbO金属陶瓷材料的高温摩擦学性能,发现其在400～600℃的温度范围内具有较高的机械强度和良好的自润滑性,而且在比较高的滑动速度和负荷条件下的摩擦磨损性能更优。X-射线衍射分析表明,这种材料的主要成分是Ni、WC和PbWO_4。随着环境温度的升高,材料摩擦轨迹上PbWO_4的含量逐渐增多,摩擦系数逐渐下降,表明PbWO_4具有高温润滑性。WC-Ni-PbO材料的摩擦温度特性与PbO的不同,无论是未经摩擦的材料,还是在其摩擦轨迹上,均未发现PbO的存在。     

WC－Ni－Mo－PbO高温自润滑金属陶瓷材料的研制及其综合性能考察

针对某热动力机械之动密封摩擦偶件用材的需要，以ＷＣ－Ｎｉ－ＰｂＯ材料为基料，通过陶瓷相ＷＣ的微细化和金属Ｍｏ的加入，利用中频感应加热的热压法研制出一种在高温下具有机械强度高、摩擦系数低和耐磨性能好等优点的ＷＣ－Ｎｉ－Ｍｏ－ＰｂＯ高温自润滑金属陶瓷材料，并且通过Ｘ射线衍射仪、电子探针微区分析仪和多功能电子能谱仪等近代分析手段揭示了这种材料的高温自润滑机理，研究结果表明，摩擦表面ＰｂＷＯ＿４润滑膜的形成是ＷＣ－Ｎｉ－Ｍｏ－ＰｂＯ金属陶瓷材料在高温下具有良好自润滑性能的主要原因。利用这种材料制作成某热动力机械的动密封摩擦偶件已在压力１１．３ＭＰａ、速度３．５ｍ／ｓ、温度１０００－１１００℃的实际工况下成功地运行了４５０秒，并且顺利地连续使用了３次，其各项技术指标均能很好地满足实用要求。