铅纳米微粒用作油性润滑的摩擦学性能研究

The solution dispersion method has been successfully used to prepare Pb nanoparticles in a paraffin oilpolyglycol mixed solution by directly dispersing melted Pb granules. In this solution system,paraffin oil was used as reacting media and polyglycol served as an antioxidant to protect Pb nanoparticles from oxidizing. The size and structure of the prepared Pb nanoparticles were characterized by means of the transmission electron microscopy （TEM）and powder X-ray diffraction（XRD）. Their tribological behavior was evaluated with a four-ball tester. The TEM and XRD investigations reveal that the prepared Pb nanoparticles,with the average particle diameter of 70 nm,appear to be of close spherical shape and possess the same crystal structure as the bulk Pb. The tribological results show that the Pb nanoparticles as an oil additive exhibit good friction-reduction and antiwear properties at different additive concentration and applied load. Meanwhile,they can also strikingly improve the load-carrying capacity of the base oil. The rubbed surface was also investigated by the scanning electron microscope（SEM）and energy dispersive spectroscopy（EDS）. However,there was not presence of Pb element on the worn surfaces,which indicated that no chemical reaction occurred between the Pb nanoparticles and the rubbing surfaces. In addition,the tribological mechanism of the formation of the sliding-bearing system was also proposed.     

离子液体掺杂硅油薄膜的制备及其摩擦学性能研究

采用旋涂方法,利用硅油热交联反应在不同基底上制备了掺杂离子液体的硅油薄膜,用红外光谱仪表征了硅油薄膜的交联聚合行为,用DF-PM型静-动摩擦磨损试验机评价了薄膜的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜观察分析了薄膜及偶件磨损表面形貌.结果表明,在甲基化和羟基化基底表面制备的薄膜的摩擦学性能较差,而在乙烯基化基底表面制备的薄膜同钢球对摩时表现出很好的摩擦学性能,这主要是由于乙烯基化基底表面的薄膜可通过交联聚合反应而同基底形成较强的化学键合作用所致.在滑动摩擦过程中,薄膜的摩擦系数随速度增加而减小,这是由于相对较厚的润滑薄膜发生剪切变稀效应所致.     

四面体无定型无氢非晶碳膜的制备及其摩擦学性能研究

采用磁过滤阴极真空弧系统分别在硅片[Si(100)]、W18Cr4V高速钢和Cr18Ni9不锈钢基体上沉积了一系列sp3键含量较高的四面体无定型无氢非晶碳膜(ta-C),研究了所合成薄膜的结构、硬度、附着强度和摩擦磨损性能,考察了基体和薄膜厚度对薄膜摩擦系数的影响,简要分析了相应ta-C膜的失效机理.结果表明,在高速钢基体上沉积的ta-C膜的显微硬度为76 GPa,结合力Lc值达42 N,具有优良的摩擦学性能,其摩擦系数为0.12,且摩擦系数可以在16 000 r范围内保持稳定.     

原位生成MoB增强Cu-Sn-Al合金复合材料的摩擦学性能研究

采用快速热压烧结方法成功制备了原位生成MoB增强的Cu-Sn-Al合金复合材料,研究了增强体添加含量对复合材料体系摩擦学性能的影响,并对其摩擦磨损机制进行了分析.研究表明：在Cu-5Sn合金基体中添加MoAlB陶瓷颗粒后,烧结过程中,层状结构MoAlB陶瓷中的Al元素能够扩散到基体中,生成原位MoB增强Cu-Sn-Al合金复合材料.此外,复合材料体系的硬度随着MoAlB添加量的增加逐渐提高,与Cu-5Sn合金相比,当添加MoAlB质量分数为30%时,复合材料硬度值提高了约5倍.同时,随着添加MoAlB陶瓷颗粒含量的增加,复合材料体系摩擦系数和磨损率逐渐降低,当添加的MoAlB陶瓷颗粒质量分数为30%时,复合材料摩擦系数和磨损率分别低至0.33和5.4×10^-5 mm³/(N·m).由于原位生成MoB颗粒的钉扎效应,在摩擦过程中能够抑制基体材料的塑性变形,使得材料体系的硬度显著提高,磨损率明显降低,摩擦过程中表面生成的摩擦氧化物,能够降低材料体系的黏着磨损和二体磨粒磨损,可以起到优异的抗磨减摩效应.     

氧化石墨烯/聚酰亚胺复合材料摩擦学行为及机理研究

将氧化石墨烯(GO)原位引入4.4′-二氨基二苯醚(ODA)和3.3′,4.4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)制备的聚酰亚胺中,得到氧化石墨烯/聚酰亚胺复合材料. 利用扫描电镜、红外光谱仪、高温同步热分析仪、万能试验机以及纳米划痕仪对所制备材料的形貌、组成以及热力学性能进行表征;利用多功能摩擦磨损试验机对比考察聚酰亚胺和氧化石墨烯/聚酰亚胺复合材料摩擦学性能. 结果表明:氧化石墨烯的加入显著提高了聚酰亚胺的模量和硬度;当GO的质量分数为0.1%和0.3%,复合材料的摩擦学性能较好. 研究发现,摩擦过程中金属对偶表面形成的转移膜对聚酰亚胺复合材料的摩擦学性能起重要作用.      

MoS2-C异质复合薄膜的真空超滑行为及其机制研究

采用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了MoS₂-C异质复合薄膜,利用多环境可控摩擦试验机测试了薄膜在真空环境中的摩擦学性能,通过拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段分析了薄膜摩擦前后结构的变化,探讨了超润滑机理.结果表明：复合薄膜呈现致密的“纳米晶/非晶”结构,在真空中具有优异的摩擦学性能,保持了超低摩擦系数(0.006～0.009)和磨损率[1.026×10^-7 mm³/(N·m)],达到了超润滑状态.摩擦过程中碳选择性转移到钢球表面形成非晶碳转移层,薄膜磨痕表面形成有序的MoS₂ (002)晶面,摩擦发生在MoS₂有序晶体和非晶碳转移膜之间,形成非公度异质接触,降低摩擦系数实现超润滑.钢球/MoS₂-Ti、a-C:H/MoS₂-Ti摩擦配副在相同条件下的不同摩擦行为,也证明了上述超润滑机理.     

NiAlCoCrFeTi系高熵高温合金的摩擦学性能研究

采用真空电弧熔炼技术制备了NiAlCoCrFeTi (HESA-1)和NiAlCoCrFeTiTaMoW (HESA-2)这2种典型的高熵高温合金,研究了其微观组织、力学性能和25～900℃的摩擦学性能.结果表明：2种合金均由无序面心立方晶格(FCC)结构的γ相和有序FCC结构的γ’相组成;γ相使该合金具有良好的塑性和韧性,γ’相赋予其较高的强度和硬度. 25～900℃,2种合金的摩擦系数和磨损率均随温度的升高而呈下降趋势. 25℃时,磨损机制主要为磨粒磨损,摩擦系数较大且磨损率较高. 400℃以上时,在摩擦氧化和热氧化的作用下,磨痕表面开始形成1层不连续的氧化物釉质层,摩擦系数和磨损率均有所降低.当温度达到900℃时,磨痕表面上形成了1层光滑且致密的氧化物釉质层,该釉质层具有良好的减摩抗磨作用,使HESA-1和HESA-2这2种合金的摩擦系数分别降至0.26和0.25,磨损率分别降至13.3×10^-6和8.0×10^-6 mm³/(N·m).在高温摩擦过程中,合金表面的Al、Cr、Ni和Co等元素在摩擦热和环境热的共同作...     

润滑油添加剂对MC尼龙油润滑摩擦学性能的影响

利用ＭＭ－２００型磨损试验机,考察了润滑油添加剂二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ）对ＭＣ尼龙－ＭＣ尼龙摩擦副油润滑摩擦磨损性能的影响,研究发现,在摩擦过程中作为液体石蜡添加剂的ＺＤＤＰ不和ＭＣ尼龙表面发生摩擦化学反应,而是以物理吸附或化学吸附的方式附着于ＭＣ尼龙表面;该吸附膜对ＭＣ尼龙－ＭＣ尼龙摩擦副的摩擦性能有一定的影响,但对其耐磨性影响不大。     

摩擦噪声研究的现状和进展

评述了近２０年来摩擦噪声的理论和实验研究进展,指出在摩擦噪声研究领域取得的主要进展表现在制动系统摩擦尖啸噪声的动力学分析下,而对摩擦同观结构影响的研究不多,许多问题还有待深入研究,为了更好地认识摩擦噪声机理和探讨控制摩擦噪声的措施,建议应从摩擦学与动力学交叉的角度来研究和分析摩擦噪声。     

含氮有机物修饰的纳米三氟化镧的摩擦学性能研究

用四球摩擦磨损试验机考察了含氮有机物修饰的纳米三氟化镧在液体石蜡中的摩擦学性能,并用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）对其摩擦化学作用机理进行了研究,研究结果表明,含氮有机物修饰的纳米三氟化镧在液体石 具有良好的极压、抗磨及减摩性能,其在摩擦过程中发生了摩擦化学反应,在摩擦表面形成了含碳、氮有机物的物理吸附膜,含氧化镧、氟化亚铁、四氧化三封闭我机物的化学反应膜。