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党鸿辛(1929 ～ 2005),中国科学院兰州化学物理研究所研究员、河南大学兼职教授,博士生导师,中共党员,中国科学院院士,摩擦学专家.我国摩擦学及固体润滑学科的开拓者和学术带头人之一,为解决我国国防军工和高新技术特殊润滑材料与润滑技术问题做出了重要贡献.第十届全国人民代表大会代表.2005年6月10日因病在北京逝世. 时光荏苒,岁月流逝,敬爱的导师党鸿辛先生离开我们已整整十载.但每每回想起来,先生的音容笑貌仿佛就在眼前,他从容坚定的步履、他伏案工作的身影、他严谨认真的科学态度、他谆谆教诲的声音……一如往昔,历历在目.     

转移膜的形成对含氢碳膜超低摩擦性能的影响

含氢非晶碳膜在惰性气氛下展现了超低摩擦性能,摩擦系数可达到10~(–3)数量级.本文中通过试验设计验证了转移膜的形成是碳膜超低摩擦性能获得的必要条件.采用含氢非晶碳膜(a-C:H)与钢作为摩擦配副,球盘接触旋转运动,更换接触方式:一种是钢球与镀a-C:H薄膜的钢平板对摩,另一种是镀a-C:H薄膜钢球与钢平板对摩.保持配副材料不变,利用接触方式的差异,来改变转移膜形成的难易程度.第一种方式下,a-C:H可以转移到对偶形成均匀的转移膜,具有超低摩擦性能;在第二种方式下,a-C:H不能转移到对偶形成转移膜,摩擦系数高.而该转移膜是一种含氢的,以sp~2杂化为主的碳结构.氢能够参与钝化碳悬键,从而保证低化学作用活性,sp~2平面分子结构可以具有较低的剪切强度.因此,转移膜的形成和氢的钝化作用对a-C:H薄膜超低摩擦机理均具有重要的贡献.     

a-C：H膜的高真空磨损失效机制研究——应力的影响

采用中频非平衡磁控溅射法沉积了含氢无定形碳(ａ-C:H)薄膜,利用球-盘摩擦试验机考察了不同载荷下薄膜在高真空中(5.0×10^-3 Pa)的摩擦磨损行为,通过对磨损表面的分析以及相关的验证实验,探讨了应力(接触应力、薄膜内应力)对薄膜在高真空中摩擦磨损行为的影响.结果表明:在高真空中,随着载荷的增加,薄膜的摩擦系数逐渐降低,而耐磨寿命却急剧缩短;在高真空高接触应力下,无论是摩擦还是静压,薄膜表面均出现了明显的应力释放花样.因此可以认为,薄膜在高真空中的磨损失效与其在高接触应力下的内应力释放有密切关系.     

激光熔覆NiCr-ZrB2复合涂层结构及高温摩擦学性能

利用激光熔覆技术在纯钛表面制备了NiCr涂层和NiCr-ZrB2复合涂层.用X射线衍射仪、扫描电镜和高分辨透射电镜分析了涂层的组成、组织结构和晶体结构.在SRV-IV摩擦磨损试验机上对NiCr-ZrB2复合涂层从20到500℃的摩擦磨损性能进行了测试.结果表明:NiCr-ZrB2复合涂层的主要物相组成为[Ni,Ti]固溶体、Cr2Ti、ZrB2、ZrB、Ni3Cr2、Ti2Cr、TiB2和TiB;涂层厚约0.7～1.0 mm;涂层平均硬度约为HV0.21000,是纯钛基材的5.3倍;NiCr-ZrB2复合涂层的摩擦系数和磨损体积随温度的增加而减小,高温耐磨性能相对于钛基材提高约1个数量级;NiCr-ZrB2复合涂层的磨损机理为磨粒磨损和黏着磨损,高温下伴有氧化磨损和摩擦抛光现象.     

Superior tribological properties of an amorphous carbon film with a graphite-like structure

Amorphous carbon films with high sp² concentrations are deposited by unbalanced magnetron sputtering with a narrow range of substrate bias voltage. Field emission scanning electron microscopes (FESEMs), high resolution transmission electron microscopes (HRTEMs), atomic force microscopes (AFMs), the Raman spectrometers, nano-indentation, and tribometers are subsequently used to characterize the microstructures and the properties of the resulting films. It is found that the present films are dominated by the sp² sites. However, the films demonstrate a moderate hardness together with a low internal stress. The high hardness of the deposited film originates from the crosslinking of the sp² clusters by the sp³ sites. The presence of the graphite-like clusters in the film structure may be responsible for the low internal stress. What is more important is that the resulting films show excellent tribological properties with high load capacity and excellent wear resistance in humid atmospheres. The relationship between the microstructure determined by the deposition condition and the film characteristic is discussed in detail.     

纳米复相陶瓷及其摩擦学研究进展

介绍了纳米复相陶瓷的结构和分类、制备方法和力学性能以及纳米复相陶瓷的强韧化机理,评述了纳米复相陶瓷的摩擦学研究进展,分析了影响纳米复相陶瓷摩擦磨损性能的主要因素,指出当前纳米复相陶瓷摩擦学研究领域存在的问题及有待于研究的课题.     

铝质材料的摩擦学表面改性

在工程应用中，铝质材料是一类重要性仅次于钢铁的金属材料。但是，铝质材料作为摩擦学材料，却存在着质软、摩擦系数高、磨损大、容易拉伤且难以润滑等严重弱点。为了总结科学工作者在铝质材料的摩擦学表面改性方面的研究成果，借以推动有关工作的深入开展，对这类材料的各种摩擦学表面改性技术的研究进展及其发展现状作了概述，其中，重点综合介绍的是本世纪八十年代新发展起来的自润滑阳极氧化铝处理技术的基本原理、处理方法和应用等，同时，根据有关的测试和分析结果，对自润滑阳极氧化铝在研究和开发工作中所存在的一些问题，以及产生这些问题的原因等进行了分析与讨论，并就其今后的发展方向和应当进行改进研究的几个重点课题作了预测与评述。     

添加剂与铝合金的相互作用研究：Ⅰ.静态反应膜及油润滑下的摩擦 …

静态下分别于２５℃，９０℃及１８０℃下进行硫化异丁烯，亚磷酸二正丁酯，ＳＯ＋ＤＢＰ的混合物（质量比２０：１），二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ）及十二酸（ＬＡ）５种添加剂均以质量分数为２％的比例添加到液体石蜡（ＬＰ）中与铝合金进行油浸试验。用动－静摩擦系数精密测定仪评价了在铝合金表面上所形成的静态反应膜的摩擦磨损行为，并考察了上述添加剂在ＬＰ中对铝合金－钢摩擦副的润滑作用。结果表明：静态反膜的摩擦磨损     

铬离子注入改善纯铁摩擦学特性的研究

为了探讨离子注入改善金属和合金材料减摩抗磨性能的作用机理，对３种剂量的Ｃｒ离子注入纯铁改性层的元素深度分布和显微硬度进行了考察，并对离子注入和未经离子注入试样在无润滑下的摩擦学性能作了对比试验研究．结果表明：在给定的试验条件下，Ｃｒ离子剂量为１×１０１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入的表面改性效果最好，可使纯铁的显微硬度由未注入时的２．４ＧＰａ提高到３．０ＧＰａ；在相对湿度为８８％的大气环境中，注入试样的摩擦系数比未经注入试样的约低５０％，耐磨性比后者的高２～３倍．Ｘ射线光电子能谱等分析发现，Ｃｒ离子注入能促进纯铁表面形成氧化物膜．在相对湿度为５０％时，氧化物膜主要由Ｆｅ２Ｏ３组成；在相对湿度为８８％时，这种膜主要由Ｆｅ２Ｏ４组成．因此，Ｃｒ离子注入试样在高湿度下的减摩抗磨性能更好     

导弹发射装置滑轨表面MoS2干膜防护高温高速两相燃气流应用研究

选用多种MoS2干膜润滑材料，对滑轨式武器发射系统的高能有烟发动机两相燃气流高温烧蚀、熔融残渣的高速热冲蚀以及粘渣-烧蚀耦合破坏作用进行有效的润滑和防护试验，分析了烧粘现象和残渣组成，采用发动机试车台模拟试验及国军标环境条件试验评估了多种MoS2干膜润滑材料的防护特性．结果表明：国产MoS2干膜防护涂层兼有一定的润滑及防腐蚀功能，能显著改善滑轨表面的润滑性能和抑制高温高速燃气流的烧粘-腐蚀破坏作用；滑轨表面烧粘-腐蚀程度与发动机推进剂的铝粉性质及含量(残渣量)直接相关，各种防护涂层的主要破坏形式为烧蚀、热冲蚀以及粘渣破坏，由于残渣含腐蚀物，有必要在烧粘后及时清洗并施行二次防护，其中热固型MoS2干膜的防护性能优于常温固化型MoS2干膜，但由于燃气严重的热冲蚀，还需采用常温快速固化的MoS2干膜进行现场修补．