W 含量对 ZrAlWN 复合膜微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响

采用反应磁控溅射法沉积了一系列不同 W 含量的 ZrAlWN 复合膜,利用扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、纳米压痕仪和摩擦磨损仪研究了复合膜的微结构、力学性能和摩擦磨损性能。研究表明,当 W 的原子百分含量小于30.19%时, ZrAlWN 薄膜与 ZrAlN 薄膜微结构相似,为 fcc - ZrAlWN ＋ hcp - AlN 两相共存;当 W 的原子百分含量在30.19%~36.05%时,AlN（110）衍射峰消失,薄膜中出现了 fcc - W2 N（111）和（200）衍射峰,此时薄膜为 fcc - ZrAlWN ＋ fcc - W2 N 结构;随着W 的含量进一步升高,薄膜出现 fcc - W（200）衍射峰,此时薄膜为 fcc - ZrAlWN ＋ fcc - W2 N ＋ fcc - W 三相共存。随着 W含量的增加,复合膜的硬度先增大后减小,当 W 的原子百分含量为30.19%时,硬度高达26.70 GPa.常温下,随 W 含量的增加,复合膜的摩擦系数先升高后降低,但磨损率逐渐减小;高温下,复合膜的摩擦系数随着温度的升高先增大后减小,当温度为700℃时,摩擦系数为0.51.文中还讨论了不同温度下 ZrAlWN 薄膜的摩擦机理.     

ZrWN-Ag复合膜的力学性能和摩擦磨损性能研究

通过非平衡磁控溅射仪制备了不同Ag含量的ZrWN-Ag纳米复合膜,采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、纳米压痕仪、摩擦磨损仪和三维形貌仪等对薄膜的微结构、成分、表面形貌、力学性能和室温及高温摩擦磨损性能进行表征,并探讨了复合膜在不同温度下的摩擦磨损机制.结果表明:ZrWN-Ag复合膜是由面心立方的ZrWN、W_2N和弥散分布的晶态Ag相组成.随着Ag含量增加,薄膜的硬度先增大后减小.室温下,薄膜的摩擦系数和磨损率随Ag含量增加而逐渐降低;温度由200℃升高至700℃时,薄膜摩擦系数逐渐降低,磨损率逐渐增大,温度一定时,Ag含量越高,复合膜的摩擦系数越低,但磨损率越高.研究表明:Ag的加入改善了薄膜力学性能、室温下的摩擦磨损性能以及高温下的摩擦性能,但高温下的磨损性能未得到改善.     

ZrMgN纳米复合膜的性能研究

采用射频反应磁控溅射设备,制备了一系列不同Mg含量的Zr Mg N复合膜.使用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪和摩擦磨损仪(UTM-2)研究Mg对Zr Mg N复合膜的成分、微结构、力学性能及摩擦磨损性能的影响.研究表明:Zr Mg N复合膜为面心立方结构,随着Mg含量的增加,Zr Mg N复合膜的硬度先增大后减小;摩擦系数先减小后增大;磨损率则逐渐降低.Mg的加入提高了Zr N薄膜的高温抗氧化性能.     

环境温度对Ti-Mo-N薄膜摩擦磨损性能的影响

采用多靶共聚焦射频磁控溅射仪制备了Mo含量为46.0%的Ti-Mo-N薄膜,研究了不同环境温度对薄膜摩擦磨损性能的影响.结果表明,Ti-Mo-N薄膜平均摩擦系数(μ)及磨损率(W)受环境温度影响很大,根据其变化趋势,可将环境温度分为3个区间(A, B, C),对应环境温度范围分别为25～200℃、200～300℃、300～600℃.随环境温度升高,区间A内μ逐渐升高,W略有降低;区间B内μ及W基本保持稳定;区间C内μ逐渐降低,W逐渐升高.分析认为磨痕中具有自润滑作用的氧化相的量是导致薄膜μ及W出现上述变化趋势的主要原因.     

Ni3Al(Cr)合金室温干滑动摩擦磨损性能研究

采用真空电弧熔炼法制备添加不同Cr含量的Ni_3Al (Cr)合金,观察其组织和力学性能变化,以Si_3N_4为对磨副,探究不同载荷下Ni_3Al (Cr)合金的摩擦磨损机制.利用扫描电子显微镜拍摄材料的组织以及磨痕、磨痕截面形貌,测量磨痕截面显微硬度的变化.研究结果表明:随着Cr含量的增加,Ni_3Al (Cr)材料的硬度,摩擦系数和磨损率不断增加,Ni_3Al-12Cr合金的摩擦磨损性能较好.随着载荷的增加,Ni_3Al (Cr)合金的摩擦系数略有减小,磨损率不断升高;Ni_3Al合金随载荷的增加磨损机制由磨粒磨损和氧化磨损转变为疲劳磨损,剧烈的剥层磨损为主,并伴有氧化磨损,而Ni_3Al-12Cr合金在不同载荷下磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损.     

液压联轴节静摩擦特性分析

提取材料的表面特征信息,建立特征指标与摩擦副间静摩擦系数的关系,能够更加深刻的揭示摩擦的本质,为工艺技术和最优工况的选择提供依据或参考。本文通过多因素耦合分析的方式,探讨摩擦系数与影响因素(载荷、粗糙度、硬度)之间的关系。研究结果表明,材料表面粗糙度是影响静摩擦系数的核心因素,对于干摩擦工况,粗糙度对摩擦系数结果的影响占据了主导地位,硬度与工作载荷对摩擦系数的影响相当。     

新型愈创树脂-高密度聚乙烯水润滑尾轴承材料的制备及性能研究

尾轴承是船舶推进系统的重要组成部分,尾轴承材料对轴承的性能起着决定性作用.本文设计并制备了不同配比的愈创树脂-高密度聚乙烯复合材料,对合成的新复合材料和普通高密度聚乙烯材料进行力学性能测试,并比较添加了不同含量的愈创树脂对复合材料的性能影响.在CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机上对4种材料进行摩擦试验,考察在渐变转速下复合材料的摩擦系数和磨损率.通过分析试验数据,确定了材料混合最佳配比.试验结果表明B型(0.5％愈创树脂)复合材料在力学性能和摩擦性能方面综合性能最好,该研究为该类材料未来在水润滑尾轴承方面的应用提供试验依据.     

PPS/MoS_2/PTFE密封材料的制备及性能研究

采用模压烧结工艺制备了不同质量分数的聚苯硫醚(PPS)和二硫化钼(MoS2)填充聚四氟乙烯(PTFE)密封材料,并探讨了PPS含量对PPS/MoS2/PTFE密封材料的维氏硬度、压缩回弹性能等的影响。结果表明,PPS含量的不同对PPS/MoS2/PTFE密封材料的性能具有显著影响。随着PPS填充量的增加,PPS/MoS2/PTFE密封材料的维氏硬度逐渐增大,压缩率逐渐降低,回弹率逐渐升高。     

新型愈创树脂-高密度聚乙烯水润滑尾轴承材料的制备及性能研究

尾轴承是船舶推进系统的重要组成部分,尾轴承材料对轴承的性能起着决定性作用。本文设计并制备了不同配比的愈创树脂-高密度聚乙烯复合材料,对合成的新复合材料和普通高密度聚乙烯材料进行力学性能测试,并比较添加了不同含量的愈创树脂对复合材料的性能影响。在CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机上对4种材料进行摩擦试验,考察在渐变转速下复合材料的摩擦系数和磨损率。通过分析试验数据,确定了材料混合最佳配比。试验结果表明B型(0.5%愈创树脂)复合材料在力学性能和摩擦性能方面综合性能最好,该研究为该类材料未来在水润滑尾轴承方面的应用提供试验依据。     

结晶器CuNiCoBe合金表面等离子喷涂WC-Co及Mo/WC-Co复合涂层的性能

采用等离子喷涂方法在CuNiCoBe合金表面制备了单一WC-Co涂层和Mo/WC-Co复合涂层.利用扫描电镜(SEM)对涂层的微观形貌进行观察分析,并对涂层的结合强度、抗热震性能以及涂层的摩擦性能分别进行了研究.结果表明:涂层为典型的层叠结构,涂层与基体、涂层与涂层之间结合良好;复合涂层与基体间的结合强度及涂层的抗热震性能均优于单一涂层;WC-Co涂层的平均摩擦系数随着温度的升高而下降.