等离子喷涂陶瓷涂层性能的研究

金属基底上喷涂陶瓷涂层使表面具有耐磨、耐腐蚀、耐高温等特点.运用等离子喷涂技术在45号钢表面喷涂Al2O3、Al2O3-TiO23%、TiO2、ZrO2-Y2O38%等四种陶瓷涂层,部分采用Ni包Al为打底层.检测陶瓷涂层的硬度、耐磨性及结合力等力学性能,并进行金相和扫描电镜观察.四种陶瓷涂层的表面硬度达到70-3%90HR15N;有打底层的陶瓷涂层的硬度稍大于无底层的涂层硬度;Al2O3-TiO2陶瓷涂层的硬度较大,Al2O3涂层的耐磨性最好;而TiO2涂层的结合强度较高.同种涂层有打底层的情况下结合力较大.对截面样品,金相显微镜和扫描电镜均观察到明显的涂层及打底层形貌,并与以上测试结果相吻合.     

燃烧合成焊接Al2O3陶瓷的研究

以Ｎｉ－Ａｌ－Ｔｉ元素粉末为反应焊料,采用加压燃烧合成技术对Ａｌ２Ｏ３陶瓷的焊接进行了研究。结果表明,经反应合成的含５％Ｔｉ的Ｎｉ３Ａｌ以及Ｎｉ２ＡｌＴｉ金属间化合物在文章实验条件下实现了Ａｌ２Ｏ３陶瓷的焊接。在反应焊料中加入一定量的Ａｌ２Ｏ３陶瓷颗粒获得了带有Ａｌ２Ｏ３ｐ／Ｎｉ３Ａｌ（Ｔｉ）复合焊缝层的陶瓷焊接接头（复合焊接接头）．加压燃烧合成焊接法具有材料制备和连接一次完成的优越性。     

颗粒增强铝基复合材料的差分扫描热分析

利用差分扫描分析研究了利用Ａｌ－ＴｉＯ２－Ｂ２Ｏ３系统制备Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２颗粒增强金属基复合材料的原位反应过程，用Ｘ射线衍射分析了反应过程中的相应，实验结果表明，在较低的扫描速率下，当ＴｉＯ２和Ｂ２Ｏ３的克分子比为１时，ＴｉＢ２和α－Ａｌ２Ｏ３在８００℃－９００℃之间形成，而加热和冷却过程中采用低扫描速率有利于揭示原位反应的细节，加入过量ＴｉＯ２和Ｂ２Ｏ３导致了钛或硼的铝化物在冷却过程中的析出     

电弧喷涂制模涂层的显微组织结构和硬度分析

利用ＳＥＭ、ＸＲＤ、ＥＤＸ等手段，分析了Ａｌ、Ｚｎ、Ａｌ－Ｚｎ伪合金和Ａｌ－Ｚｎ合金四种电弧喷涂层的显微组织结构和显微硬度。结果表明：Ａｌ－Ｚｎ伪合金涂层为Ａｌ、Ｚｎ两相的机械混合物，其涂层组织较致密，Ａｌ－Ｚｎ伪合金涂层的显微硬度接近Ａｌ涂层的硬度，是一种具有较好的综合性能和制备简单的电弧喷涂制模涂层。     

电弧喷涂制膜涂层的显微组织结构和硬度分析

利用ＳＥＭ，ＸＲＤ，ＥＤＸ等手段，分析了Ａｌ，Ｚｎ，Ａｌ－Ｚｎ伪合金和Ａｌ－Ｚｎ合金四种电作层的显微组织结构和显生硬度。结果表明，Ａｌ－Ｚｎ伪合金涂层为Ａｌ，Ｚｎ两相的机械混合物，其涂层组织较致密，Ａｌ－Ｚｎ伪合金涂层的显微硬度接近Ａｌ涂层的硬度，是一种具有较好的综合性能和制备简单的电弧喷涂制模涂层。     

Al2O3陶瓷／Cu界面晶体位向关系对断裂性能的影响

以单晶α－Ａｌ２Ｏ３陶瓷和单晶Ｃｕ为母材，采用真空扩散焊接获得具有两种不同的界面晶体位向关系的Ｃｕ／Ａｌ２Ｏ３扩散焊接头以及带Ｎｂ膜中间层的Ｃｕ／Ｎｂ／Ａｌ２Ｏ３扩散焊接头，研究了面晶体位向关系对接头断裂能量的影响。     

结构陶瓷的抗热震性能研究

通过一系列陶瓷材料的抗热冲击性能实验，证明添加ｗ（ＺｒＯ２）＝２０％可使Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷的热震温度达到３１０℃；如果添加ｗ（ＳｉＣｗ）＝２０％可使Ａｌ２Ｏ３复合材料的热震温度达到４３０℃，使Ｓｉ３Ｎ４复合材料的热震温度达到６５０℃；如果采用ｗ（ＳｉＣｗ）＝２０％，同时添加Ａｌ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３等烧结助剂，由于强化晶界的作用，可使Ｓｉ３Ｎ４复合材料的热震温度达到７００￣７５０℃，还对各添加剂使陶瓷材     

纯铜的表面弥散硬化及其性能

用渗铝－内氧化技术对纯铜进行了表面弥散硬化处理。研究了渗层的铝浓度分布，硬化层的为微特性及有关性能。结果表明，渗层的铝浓度接近于渗占的铝粉含量，渗层深度可达１００μｍ，内氧化后，能在铜的渗铝怪形成Ａｌ２Ｏ３弥散硬化层。Ａｌ２Ｏ３含量影响了铜的表面硬度，电阻率及磨损能力。     

Fe—25Mn—5Al无磁与低温钢在NaOH水溶液中形成的钝化膜的XPS…

采用Ｘ射线光电子谱仪研究Ｆｅ－２５Ｍｎ－５Ａｌ－０．１５ｃ合金在３０％ＮａＯＨ溶液中钝化后形成的钝化膜。深度剖面的ＸＰＳ分析结果表明：钝化膜的最表层与主体部分分别存在结合水与由Ｆｅ２Ｏ３，Ｍｎ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＦｅＯ，ＭｎＯ及金属态Ｆｅ，Ａｌ与Ｍｎ组成的混合物。     

Fe-25Mn-5Al无磁与低温钢在NaOH水溶液中形成的钝化膜的XPS研究

采用Ｘ射线光电子谱仪（ＸＰＳ）研究Ｆｅ－２５Ｍｎ－５Ａｌ－０．１５Ｃ合金在３０％ＮａＯＨ溶液中钝化后形成的钝化膜。深度剖面的ＸＰＳ分析结果表明：钝化膜的最表层与主体部分分别存在结合水与由Ｆｅ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＦｅＯ（或Ｆｅ３Ｏ４）、ＭｎＯ（或Ｍｎ３Ｏ４）及金属态Ｆｅ、Ａｌ与Ｍｎ组成的混合物。     

Al2O3基陶瓷材料与硬质合金摩擦的应力分析

利用ANSYS有限元分析软件对5种Al2O3基陶瓷材料（纯Al2O3、Al2O3／TiC、Al2O3／（W,Ti）C、Al2O3／Ti（C,N）和Al2O3／SiCw）在MRH-3环块磨损试验机上与硬质合金摩擦进行模拟仿真,得到摩擦磨损过程中的应力及分布,并与室温下的磨损实验结果相比较,同时还探讨了不同添加剂的Al2O3基陶瓷的磨损机理．结果表明：不同成分的Al2O3基陶瓷材料在摩擦磨损过程中最大主应力位于摩擦副接触区中心,最大剪应力位于摩擦副接触区边缘;载荷对主应力和剪应力大小的影响比转速的影响大;在相同的摩擦条件下,受到合应力越大的陶瓷其磨损率越大;合应力越大的陶瓷磨损后陶瓷表面越容易产生微裂纹．5种Al2O3基陶瓷磨损率的大小为：Al2O3〉Al2O3／（W,Ti）C〉Al2O3／Ti（C,N）〉Al2O3／TiC〉Al2O3／SiCw．     

Fabrication and drilling tests of chemical vapor deposition diamond coated drills in machining carbon fiber reinforced plastics

Chemical vapor deposition (CVD) diamond coated drills are fabricated by depositing diamond films on Co-cemented tungsten carbide (WC-Co) drills. The characteristics of as-deposited diamond coatings are investigated by scanning electron microscope (SEM) and Raman spectra. To evaluate the cutting performance of diamond coated drills, comparative drilling tests are conducted using diamond coated and uncoated WC-Co drills, with carbon fiber reinforced plastics (CFRPs) as the workpiece on a high-speed computer numerical control (CNC) machine. Thrust force and tool wear are measured during the drilling process. The results show that diamond coated drill exhibits better cutting performance, compared with the uncoated drill. The value of flank wear is about 70 μm after machining 90 holes, about a half of that of theWC-Co drill with 145μm after drilling only 30 holes. The wear rate of WC-Co drill is higher than that of diamond coated drill before diamond films peeling off. The diamond coated drill achieves more predictable hole quality. The improved cutting performance of the diamond coated drill is due to the high hardness, wear resistance and low coefficient of friction.     

纳米润滑油添加剂摩擦学性能试验研究

在M200摩擦磨损实验机上，研究了纳米微粒Cu，Al，Al2O3加入到SD40基础油中的摩擦学性能，探讨了纳米添加剂的减摩抗磨机理．结果表明：纳米Cu，Al，Al2O3作为润滑油添加剂能显著提高SD40基础油的承载能力和减摩抗磨性能，且对磨损表面具有一定的修复作用，含1．5％浓度的Al2O3纳米添加剂的抗磨效果更为显著．     

树脂基纳米涂层复合材料力学性能试验研究

用纳米划痕和纳米压痕试验对Al2O3短纤维增强环氧树脂复合材料基体涂覆纳米Al2O3涂层后的性能进行对比试验分析，研究涂层表面性能与涂层以及涂覆工艺的关系．环氧树脂固化的同时和固化后涂覆的涂层分别称为同时涂层和后期涂层．同时涂层和后期涂层使涂层的弹性模量从基体的1．0GPa分别提高到3．3～3．9MPa和2．1～4．0GPa；硬度从分别提高到700～1300MPa和400～600MPa．     

4种车轮材料与U71Mn热轧钢轨匹配特性

为研究车轮材料对轮轨匹配行为的影响,在MMS-2A型轮轨磨损试验机上模拟研究了U71Mn热轧钢轨和4种不同车轮材料的摩擦磨损行为.采用电子分析天平测量试样磨损量,采用SEM对试样进行微观分析.结果表明:随着车轮含碳量升高,车轮硬度升高,车轮的磨损量逐渐降低,而与之匹配的钢轨磨损量逐渐升高;轮轨试样的磨痕粗糙程度与磨损程度相关,磨损越严重,磨痕越粗糙;轮轨试样的硬度比决定轮轨试样的磨损机制,轮轨硬度比较低时,主要以磨粒磨损为主,磨损最严重,当轮轨硬度比继续升高,主要以疲劳磨损为主,磨损降低,当轮轨硬度比接近1.1时,轮轨氧化达到最严重,主要以氧化磨损为主.      

Nano-surface Engineering for Remanufacturing Application

IntroductionWith the rapid development of the world econ-omy, the quantity of waste machinery and elec-tronic products (WMEPs) is increasing at astartling speed. Consequently, the problems of de-stroyed ecological environment, environmental pol-lution, and resource waste have appeared promi-nently. According to the announced statistics morethan 70% discharge that results in the world envi-ronment pollution comes from the manufacturingindustry. 55 hundred million harmless wastes and7 hundred …     

车轮材料对轮轨滚动摩擦磨损行为的影响

为了使轮轨材料更好地匹配,降低轮轨磨损与损伤,利用MMS-2A滚动磨损试验机,研究了3种不同含碳量车轮材料与U71Mn热轧钢轨干态对磨时滚动摩擦磨损与损伤性能.结果表明:车轮材料变化基本不影响轮轨滚动摩擦因数,其摩擦因数保持在0.4左右;随车轮材料碳含量增加,车轮磨损量呈线性下降趋势,钢轨磨损量呈线性增加趋势,总轮轨磨损量呈降低趋势;不同车轮材料与U71Mn热轧钢轨对磨时的磨痕表面形貌具有较大差异,当碳含量为0.57时,车轮损伤以剥落损伤为主,试样塑性变形相对轻微,随车轮硬度降低(碳含量为0.51),表面剥落损伤轻微,但塑性变形严重;对磨钢轨试样以粘着和剥落磨损为主.      

Al_2O_3-Al-MgO混合纳米粒子润滑脂添加剂的摩擦学性能

在MRH-3高速环块摩擦磨损实验机上,研究了混合纳米微粒Al,Al2O3,MgO加入到通用锂基脂中的综合摩擦学性能.采用扫描电子显微镜,能量色散谱仪分析了摩擦表面的形貌和元素组成.结果表明:含有混合纳米Al,Al2O3,MgO粒子的润滑脂添加剂比单种纳米粒子显著提高通用锂基脂的减摩、自修复和抗极压综合性摩擦学能.     

内燃机活塞组件-缸套系统表面技术研究进展

通过分析与总结国内外内燃机活塞组件-缸套系统表面技术研究现状和发展趋势,梳理了表面织构和表面涂层技术在内燃机关键运动副减摩抗磨与节能应用中的特点; 剖析了表面织构加工技术、表面织构形貌特征与分布、表面涂层制备工艺、表面耐磨涂层、表面热障涂层和表面技术与润滑的协同效应对运动副摩擦性能的影响。分析结果表明:激光表面织构(LST)能有效改善运动副表面的摩擦学性能,直接/间接激光冲击表面织构(LSSP)技术已成为高效、灵活的表面织构加工方法,但由于织构加工工艺、形貌和分布特征对摩擦学性能的影响较为复杂,仍需进一步结合内燃机活塞组件-缸套系统的工况特性研究并优化表面织构的形貌和分布特征; 大气等离子喷涂(APS)和超音速火焰(HVOF)喷涂制备的耐磨涂层和热障涂层(TBC)具有良好的耐磨、隔热和抗氧化性,可使内燃机活塞组件-缸套系统表面金属基复合材料、类金刚石(DLC)材料、纳米复合材料和陶瓷材料涂层的减摩抗磨和节能成效明显,但涂层材料种类繁多,很难形成统一的行业标准、规范以及工业化应用; 内燃机活塞组件-缸套系统的动力学特性和表面织构、表面涂层与润滑的协同作用复杂,将来仍需综合考虑多场条件下各种表面技术耦合的减摩抗磨机理,进一步完善内燃机活塞组件-缸套系统表面复合理论和技术体系,为内燃机产业的绿色和高效发展提供技术指导。      

激光熔敷耐磨梯度复合涂层的研究

利用激光熔敷方法在Ａ３钢表面制备ＷＣ梯度涂层，并分析了涂层的微观结构、硬度及耐磨性。结果表明，涂层的组织为镍基固溶体加少量硼化物、碳化物及硬质相ＷＣ，其中ＷＣ颗粒的粒度及含量沿母材向表面方向呈梯度变化。涂层的硬度和耐磨性随着成分的变化而平缓变化，界面应力降低，涂层与基体结合牢固。