水润滑下等离子喷涂Cr3C2—NiCr涂层／增韧SiC陶瓷摩擦副的摩擦学特性

采用MM-200型摩擦磨损试验机考察了等离子喷涂Cr3C2-NiCr涂层/增韧SiC陶瓷摩擦副在蒸馏水润滑下的摩擦学特性,通过对磨损表面形貌和磨屑的电子探针和傅立叶转换红外光谱分析,探讨了其磨损机理。结果表明：在较低载荷下,SiC与水发生摩擦化学反应,在磨痕表面生成由SiO2和硅胶组成的表面膜,从而使得摩擦副呈现出优异的摩擦学特性;在较高载荷下,SiC陶瓷发生晶粒微观断裂,从而使得摩擦系数升高并出现较大波动,此时Cr3C2-NiCr涂层的磨损率显著增大。     

金属基体上铝溶胶涂层的制备

 以拟薄水铝石为原料,采用HNO3胶溶法制备了铝溶胶,研究了制备条件对胶体性质的影响. 结果表明,拟薄水铝石的含量和HNO3的加入量是影响胶体粒度大小、粒径分布以及胶体稳定性的重要因素. 当拟薄水铝石的含量为4.5%~5.5%、酸加入量为［H+］/［AlOOH］=0.08~0.1(摩尔比)时,可以得到颗粒度小(平均粒径≤19.3 nm),粒径分布范围窄(4.1~53 nm)和稳定性好的胶体溶液. 以该胶体为过渡涂层涂覆在金属基体上. 在能形成稳定胶体的前提下,酸度相同时,胶体的浓度越大,粘度越大,涂覆到基体上的量就越多; 但是过渡涂层的牢固度似乎与胶体的浓度关系不大. 金属基体的前处理条件也是一个重要的因素,它不仅影响过渡层的涂覆量,也影响涂层的牢固度.     

频脉冲沉积微晶Ni-20Cr-Y_2O_3ODS合金涂层

采用高频电脉冲沉积技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面上沉积了含弥散Y2O3氧化物的纳米级MGH754 ODS合金微晶涂层, 涂层与基体具有冶金结合. 在1 000℃静态空气中100 h恒温氧化实验结果表明：微晶化和添加弥散氧化物促进了涂层中的铬选择氧化形成Cr2O3, 并提高了表面氧化膜的黏附性, 改善了不锈钢抗高温氧化性能.     

石英添加量对搪瓷涂层微观结构及摩擦磨损性能的影响

采用一次浸搪法制备石英添加量为0%、4%、8%和12%的搪瓷涂层,通过HSR-2M型高速往复摩擦试验机测试涂层摩擦学性能,SEM和EDS分别表征涂层微观组织和磨损形貌,并分析磨损机理. 结果表明:搪瓷涂层中石英添加质量分数为0%和4%时,涂层气孔率大、气孔密度低,摩擦时形成的微裂纹易沿着气孔间最短距离方向扩展,硬质磨屑转移至摩擦对偶表面而使涂层磨痕底部形成尖锐的凹槽,磨损形式主要为磨粒磨损和脆性断裂. 而石英添加质量分数为8%和12%的涂层气孔率小、气孔密度高,其中8%添加量涂层的孔径分布更加均匀,磨损率及磨痕深度仅为未添加涂层的1/3. 摩擦过程中孔径均匀的小尺寸气孔增大了裂纹扩展时所需的能量势垒而阻碍裂纹扩展,磨屑被气孔拦截后在磨损表面形成密实的堆积层,避免了摩擦对偶与涂层的直接接触而起到减摩作用,磨损形式主要为磨粒磨损.      

Ti6Al4V合金激光熔覆Ti3SiC2增强Ni60复合涂层组织与摩擦学性能

为了提高Ti6Al4V合金的耐磨减摩性能,在其表面利用激光熔覆技术制备出两种不同配比的Ti₃SiC₂/Ni60复合涂层,分别是5%Ti₃SiC₂+Ni60(N1)和10%Ti₃SiC₂+Ni60(N2)(均为质量分数),研究了这两种涂层在室温、300和600 ℃下的微观组织、显微硬度、摩擦学性能表现及相关磨损机理. 结果表明:涂层主要由硬质相TiC/TiB/Ti_xNi_y,γ-Ni固溶体连续相和润滑相Ti₃SiC₂组成. N1、N2涂层的显微硬度均为基体(350HV_0.5)的3倍左右,分别为1 101.90HV_0.5 和1 037.23HV_0.5 ,在室温、300和600 ℃下的摩擦系数分别为0.39、0.35、0.30和0.41、0.45、0.44,均小于基体的摩擦系数(0.51、0.49、0.47). N1、N2涂层在室温、300和600 ℃下的磨损率分别为3.07×10?5、1.47×10?5、0.77×10?5 mm3/(N·m)和1.45×10?5、0.96×10?5、0.62×10?5 mm3/(N·m),均远小于基体[35.96×10?5、25.99×10?5、15.18×10?5mm3/(N·m)]. 在本文中Ti₃SiC₂提高了Ti6Al4V合金的耐磨减摩性能,使得N1涂层表现出更好的减摩性能,N2涂层表现出更好的耐磨性能. 室温下,磨粒磨损、塑性变形以及轻微的黏着磨损为两种涂层的主要磨损机理;300 ℃时,塑性变形、氧化磨损和黏着磨损是N1涂层的对应机理,600 ℃时出现了三体磨粒磨损;在300和600 ℃时,黏着磨损、氧化磨损及磨粒磨损为N2涂层的主要磨损机理.      

聚酰胺酰亚胺/聚四氟乙烯复合涂层的制备及其摩擦学性能和耐腐蚀性能

制备了具有良好摩擦学性能和优异耐腐蚀性能的聚酰胺酰亚胺/聚四氟乙烯(PAI/PTFE)多功能复合涂层. 采用CSM摩擦磨损试验机评估了涂层的摩擦学性能,采用P4000A电化学工作站研究了PAI/PTFE复合涂层在质量分数为3.5% NaCl溶液中的抗电化学腐蚀性能. 重点研究了PTFE与PAI的固体质量比对涂层摩擦学性能和耐腐蚀性能的影响. 结果表明:适量PTFE的引入极大增强了PAI涂层的摩擦学性能和耐腐蚀性能. 特别是,当PTFE与PAI的固体质量比为0.6时,涂层的摩擦学性能最佳,摩擦系数为0.075,磨损率为3.72×10-6 mm3/(N·m). 当PTFE与PAI的固体质量比为1时,复合涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中浸泡240 h后涂层的低频阻抗值∣Z∣_{0.01 Hz}高达3.83×109 Ω?cm2,仍表现出较好的耐腐蚀性能. 此外,经过240 h中性盐雾试验,复合涂层表面没有出现起泡、生锈等现象. 复合涂层具有如此优异的摩擦学性能和耐腐蚀性能归因于PTFE优异的润滑性能以及涂层对腐蚀介质阻隔性能的增强.      

狭小间距间Cu/Al薄膜相互作用的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟软件基于Lennard-Jones-9-6势函数研究了狭小间距Cu/Al纳米薄膜间的相互作用.我们通过计算薄膜表面单位面积上的范德华相互作用能,综合讨论了非接触Cu/Al薄膜间的相互作用.结果表明,当两薄膜的间距从12减小到3时,相互作用能呈现两个阶段:起初几乎不变,然后迅速增大.临界间距在7附近.在两薄膜相互靠近的过程中,相互作用能受体系尺寸、空位缺陷尺寸、表面涂层及薄膜间距的影响较大,然而几乎不受空位缺陷形状的影响.     

非线性柱形涂层复合介质有效的直流-交流电响应

利用摄动展开方法, 研究了由圆柱形带涂层杂质随机嵌入基质所形成的非线性复合介质在外加 的带有不同频率和振幅的混合电场E₀ + E₁ sinωt+E₃ sin3ωt作用下有效的直流-交流电响应, 分别推导了复合介质在杂质核、涂层及基质区域的电势分布, 并在低杂质浓度下给出了复合介质有效的非线性响应及它们之间的关系. 关键词： 非线性柱形涂层复合介质 有效的非线性响应 外加交直流电场     

基于表面阻抗边界条件的等离子体薄涂层电磁散射的时域有限差分分析

基于表面阻抗边界条件时域有限差分(FDTD)方法研究了一维斜入射情况下非磁化等离子体薄涂层涂敷金属材料的电磁散射特性, 该方法忽略对薄层背景材料进行网格剖分, 大大减少了计算量. 首先推导了理想导体涂敷等离子体薄涂层的表面阻抗频域表达式, 然后代入边界条件并变换到时域, 再用分段线性递推卷积方法将时域表达式离散得到FDTD迭代式. 编程计算了垂直及斜入射情形下的平行极化和垂直极化反射系数, 通过验证算例与解析解对比, 结果表明该方法的准确性和有效性. 最后利用该方法分析了不同入射角对反射系数的影响.     

喷雾沉积热分解法在SrTiO3和织构的Ag基底上制备YBa2Cu3O7-x涂层超导膜

本文研究了用喷雾沉积热分解法在(110)Ag单晶、{110}<011>Ag带、(100)SrTiO3三种不同的基底上制备YBa2Cu3O7-x涂层超导薄膜.通过对溶液成份,载气流量,沉积温度,退火时间等条件的系统研究,我们发现上述参数与薄膜的成份,表面形貌,织构以及超导性能有密切的关系.在Ag单晶基底上所获的YBCO薄膜具有很强的平面双轴织构,起始转变温度达到了90K,Jc值超过了104A/cm2(77K,0T);改进试验装置后,以织构Ag为基底,制备出了15cm长的YBCO超导带材,Jc值达到了104A/cm2(77K,0T).同时,我们发现温度梯度在热分解区间内对薄膜的形成起到了重要的作用.随后我们又在喷雾加热系统中附加一个金属加热圆筒,以改善加热区间的温度梯度,薄膜的性能得到了明显的提高.在(100)SrTiO3上的YBa2Cu3O7-x薄膜,(102)极图的FWHM值达到了0.70°,薄膜的起始超导转变温度为91K(ΔTc=1.5K),Jc值接近105A/cm2.