2005年25卷2期

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原位反应合成金属间化合物激光合金化层的组织及抗磨性能
2005, 25(2):97-101.
[摘要](1085) [PDF 408KB](1665)
摘要:
以近等原子比的NiTi合金粉末为原料,利用连续波高功率Nd-YAG激光器在6061Al合金表面制备了Ni-Al和Ti-Al金属间化合物改性层,采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机分析了合金化层的组织形貌、结构、成分、硬度分布及磨损性能.研究结果表明,该激光表面改性层主要由Ni3Al和TiAl3金属间化合物组成;采用合适的保护措施和激光处理工艺参数,可控制改性层产生孔洞和裂纹倾向,从而获得与基体具有良好冶金结合的致密金属间化合物合金激光改性层;与此同时,Ni-Al和Ti-Al金属间化合物改性层可有效地改善铝合金的抗磨性能.

稀土金属Y对真空熔结Ni基涂层显微组织和耐磨性的影响
2005, 25(2):102-106.
[摘要](1104) [PDF 259KB](1580)
摘要:
研究了稀土金属Y对真空熔结Ni基合金涂层显微组织及化学组成、硬度和耐磨性的影响.结果表明:稀土金属Y可以改善真空熔结Ni基合金涂层的显微组织,阻碍针状相的析出,细化球状相,减轻碳钢母材中Fe对Ni基合金涂层的"稀释"作用,降低Ni60涂层中Fe的含量,提高Ni、Cr元素的含量;与此同时,稀土金属Y可明显提高Ni60涂层的硬度和耐磨性,降低摩擦系数,使Ni60涂层由微观犁沟和微观断裂剥落磨损形式转变为单一的微观犁沟磨损.

几种纳米微粒作为锂基脂添加剂对钢-钢摩擦副摩擦磨损性能的影响研究
2005, 25(2):107-111.
[摘要](1131) [PDF 368KB](1656)
摘要:
采用四球摩擦磨损试验机考察了纳米SiO2、纳米LaF3及纳米Ni等3类纳米微粒作为锂基脂添加剂对钢-钢摩擦副摩擦磨损性能的影响;采用扫描电子显微镜、X射线能量色散谱仪及X射线光电子能谱仪分析了含纳米微粒添加剂的锂基脂润滑下的钢球磨损表面形貌、元素面分布及典型元素的化学状态.结果表明:3种纳米微粒作为添加剂均能够显著提高锂基脂的减摩抗磨能力;锂基脂及含不同纳米添加剂的锂基脂润滑下的钢球磨损表面形貌及其表面保护膜的性质存在明显差异,这种差异决定了钢-钢摩擦副在相应脂润滑条件下的摩擦磨损性能差异;含纳米SiO2的锂基脂润滑下的钢球磨损表面形成的含纳米SiO2的表面保护膜均匀且厚度适中,故其相应的减摩抗磨效果最佳.

电刷镀镍纳米镀层的结构和磨损性能
2005, 25(2):112-116.
[摘要](994) [PDF 343KB](1537)
摘要:
应用电刷镀技术,以快速镍镀液制备了镍纳米镀层;用X射线衍射仪和原子力显微镜分析了经不同温度下热处理后的镍刷镀层的结构和晶粒尺寸,并测定了刷镀层的显微硬度和耐磨性能.结果表明:镀层的晶粒大小随热处理温度的升高先降低而后增大,经300 ℃热处理后的镍纳米镀层的晶粒尺寸小于30 nm;镍镀层在300 ℃左右热处理时表现出较明显的强化趋势,相应镀层的晶粒尺寸最小、硬度最大;而镀层的耐磨性随热处理温度的变化与镀层的硬度略有不同,经200 ℃热处理后的镍镀层的耐磨性能最好.

γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷自组装膜的制备及其摩擦学性能
2005, 25(2):117-120.
[摘要](918) [PDF 294KB](1724)
摘要:
利用分子自组装方法在羟基化的玻璃基片表面制备了γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷单层膜,采用接触角测定仪考察了其成膜速率,采用X射线光电子能谱仪分析了自组装单层膜表面典型元素的化学状态,采用原子力显微镜观察薄膜的表面形貌,并采用静-动摩擦系数测定仪评价了单层膜的摩擦磨损性能.结果表明:当成膜时间达到15 min后,相应的自组装单层膜与水的接触角达到103°,此后接触角随成膜时间的继续延长基本保持不变;γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷自组装单层膜可以降低基片的摩擦系数,并且在较低载荷下具有较好的耐磨性能.

钛合金表面加弧辉光离子无氢渗碳层的摩擦磨损性能研究
2005, 25(2):121-125.
[摘要](927) [PDF 330KB](1416)
摘要:
利用加弧辉光离子无氢渗碳技术对Ti6Al4V合金表面进行渗碳处理;用球-盘摩擦磨损试验机考察了渗碳改性层的摩擦磨损性能.结果表明:Ti6Al4V合金表面经离子无氢渗碳处理后形成的表面改性层均匀;改性层的显微硬度同Ti6Al4V合金相比大幅提高,达到936HV;渗碳后的试样在干摩擦滑动距离较小的情况下表现出良好的减摩作用,耐磨性能也显著增强.

Cr12MoV钢表面磁控溅射Ti/TiN涂层的摩擦磨损性能研究
2005, 25(2):126-130.
[摘要](1007) [PDF 354KB](1697)
摘要:
采用非平衡磁控溅射方法在Cr12MoV钢表面制备了厚度约为3 μm的Ti/TiN涂层,测定了涂层的显微硬度,并通过划痕试验和摩擦磨损试验考察了涂层同基体的结合强度及其摩擦磨损性能.结果表明:Ti/TiN涂层能够显著提高Cr12MoV钢的表面硬度和承载能力;涂层同Cr12MoV钢基体的结合强度较高,划痕临界载荷高于60 N;与此同时,磁控溅射Ti/TiN涂层可以显著改善Cr12MoV钢的耐磨性能.这是由于磁控溅射Ti/TiN涂层硬度高且与Cr12MoV钢基体的结合强度较高所致.

Cr—Ni—N复合薄膜的制备及其摩擦磨损性能初探
2005, 25(2):131-134.
[摘要](1039) [PDF 300KB](1367)
摘要:
采用多弧离子镀技术在9Cr18钢基体上制备了Cr-Ni-N复合薄膜,初步研究了复合薄膜的制备工艺、结构、摩擦学性能及力学性能.结果表明,所制备的复合薄膜具有纳米尺寸的多相结构;氮气流量对薄膜的相组成有明显影响;复合薄膜的硬度较高,韧性和抗磨性能良好.

四面体无定型无氢非晶碳膜的制备及其摩擦学性能研究
2005, 25(2):135-139.
[摘要](1000) [PDF 236KB](1423)
摘要:
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.

激光处理合金铸铁的摩擦磨损性能研究
2005, 25(2):140-144.
[摘要](1055) [PDF 331KB](1441)
摘要:
利用SRV摩擦磨损试验机考察了激光微精处理合金铸铁的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜分析了激光淬火组织剖面微结构及磨斑表面形貌,同时采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析了激光微精处理合金铸铁的表面成分及典型元素化学状态.结果表明,激光处理的合金铸铁具有理想的表面形貌和较高的表面硬度,在含添加剂的油润滑条件下,其抗磨性能大幅度提高.3种添加剂的承载能力顺序为二烷基二硫代磷酸锌>磷酸三甲酚酯>硫化异丁烯.二烷基二硫代磷酸锌与激光微精处理的合金铸铁磨痕表面发生摩擦化学作用,形成由微量硫酸盐、磷酸盐及相应的氧化产物组成的表面润滑与防护薄膜,从而使得激光微精处理合金铸铁的摩擦磨损性能明显改善.

酰胺型改性菜籽油润滑添加剂对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦磨损性能的影响
2005, 25(2):145-148.
[摘要](988) [PDF 214KB](1561)
摘要:
以三乙醇胺和菜籽油为原料,合成了一种环境友好的酰胺型改性菜籽油润滑添加剂(NRO),并利用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定;分别采用四球摩擦磨损试验机和SRV摩擦磨损试验机考察了含NRO添加剂的菜籽油对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜观察和分析了钢球磨斑表面形貌,同时采用X射线光电子能谱仪分析了铝合金磨痕表面典型元素的化学状态,探讨了酰胺型改性菜籽油润滑添加剂的减摩抗磨机理.结果表明:含酰胺型改性菜籽油添加剂NRO的菜籽油对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副均表现出良好的抗磨减摩作用;其作用机理在于,酰胺型改性菜籽油添加剂具有较强的极性、易在金属表面形成吸附膜,同时在摩擦过程中形成由含有机氮、亚硝基或硝酸根化合物组成的高强度聚合物膜.

GeSb2Te4薄膜表面分形维数计算及表征
2005, 25(2):149-153.
[摘要](1038) [PDF 268KB](1400)
摘要:
采用低功率直流磁控溅射法制备了GeSb2Te4薄膜,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的微观结构和相组成,研究了薄膜表面的分形特征.结果表明:沉积态GeSb2Te4薄膜为无规则、无择优取向的非晶材料;薄膜表面形貌AFM图像具有分形特征,基于自行编制的采用盒计数法求解随机分形维数的C语言程序,计算得到沉积态GeSb2Te4薄膜的分形维数为1.93;针对一维和二维随机分形多重分形谱的计算表明,沉积态GeSb2Te4薄膜满足分形的标度不变性;通过对沉积态和退火态薄膜进行多维分形谱计算,发现经过230 ℃退火处理的薄膜样品的多维分形谱较窄且晶化分布均匀.

非牛顿重载滚滑工况有限长线接触热弹流研究
2005, 25(2):154-158.
[摘要](1187) [PDF 321KB](1475)
摘要:
在流速主矢量方向使用Eyring流变模型,用多重网格法求出接触压力高达1.04 GPa的相交圆弧修形滚子的热弹流完全数值解.研究表明:随着Eyring流体非牛顿效应的增强,有限长线接触弹流二次压力峰的高度明显降低,每次工作循环中摩擦副受第二次高压的强度减小;热效应显著减弱,有助于防止由热效应导致的各种形式的失效;最小油膜厚度略有增加,有利于润滑膜的形成.因此,使用Eyring非牛顿流体有利于延长线接触副的寿命.与此同时,使用Eyring非牛顿流体时,非牛顿效应对滚子端部的压力分布影响很小,因此Eyring非牛顿效应对有限长摩擦副的凸度设计无明显影响.

弹塑性流变模型在弹流脂润滑特性分析中的应用
2005, 25(2):159-163.
[摘要](1272) [PDF 311KB](1530)
摘要:
采用自行研制的高速润滑脂拖动力试验装置测量了7007国产润滑脂的拖动力;以7007润滑脂为例,建立了该类高速润滑脂的平均剪切弹性模量和平均极限剪切应力的计算公式,基于Tevaarwerk-Johnson弹塑模型给出了拖动力的计算方法,并分析了其流变特性.结果表明:该润滑脂在本文试验条件下表现出弹塑性,其拖动力的理论预测值与试验测量值具有很好的一致性;所建立的拖动力计算公式可用于指导润滑分析领域的工程计算.

骨科固定用镍钛形状记忆合金的摩擦磨损性能研究
2005, 25(2):164-168.
[摘要](1014) [PDF 341KB](1816)
摘要:
采用SRV摩擦磨损试验机考察了GCr15钢对常用骨科手术用固定材料--NiTi形状记忆合金在干摩擦及润滑油和人工关节液润滑下的摩擦磨损性能,同时考察了热处理对NiTi形状记忆合金摩擦磨损性能的影响;采用扫描电子显微镜观察NiTi形状记忆合金磨损表面形貌,并利用示差热分析(DSC)确定了NiTi合金的相变温度.结果表明:经过热处理的NiTi合金的形状记忆相变温度与人体体温接近,但热处理使NiTi合金的抗磨性能下降; NiTi合金在摩擦过程中受摩擦热的影响发生相转变,使其抗磨性能提高.相对于医用人工关节润滑液及其它润滑油而言,双酯作为GCr15/NiTi合金的润滑剂表现出更好的减摩和抗磨能力.

Bi-Pb-Sn-Cd四元合金纳米微粒的制备及其摩擦磨损性能研究
2005, 25(2):169-172.
[摘要](1225) [PDF 297KB](1548)
摘要:
通过直接对Bi-Pb-Sn-Cd四元块状合金进行超声分散制备了相应的四元合金纳米微粒;采用X射线衍射仪和热分析仪分析所制备的纳米微粒结构;采用透射电子显微镜考察了纳米颗粒的形貌及尺寸分布;采用四球摩擦磨损试验机考察了纳米颗粒的摩擦学性能.结果表明,所制备的纳米颗粒为低熔点共晶合金纳米微粒,颗粒平均尺寸在10~20 nm之间,其作为润滑油添加剂表现出良好的摩擦学性能.

IG-11石墨在不同气氛中的磨损性能研究
2005, 25(2):173-177.
[摘要](1031) [PDF 352KB](1439)
摘要:
在SRV摩擦磨损试验机上研究了10MW高温气冷堆用石墨材料IG-11自配副及其与不锈钢配副在空气和氦气气氛中的磨损性能,并利用扫描电子显微镜分析了试样磨损表面形貌.结果表明:环境气氛对石墨自配副磨损性能的影响较大,在氦气环境中石墨的磨损率较大,磨屑尺寸相对较小且呈棱状,主要发生磨料磨损;在空气环境中石墨的磨损率相对较小,磨屑尺寸相对较大,且形成大量片状磨屑,主要发生疲劳磨损;而就石墨与不锈钢摩擦配副而言,由于硬质不锈钢表面粗糙峰对石墨的切削作用,环境气氛的影响减弱.

纳米TiO2改性玻璃纤维织物复合材料的摩擦磨损性能研究
2005, 25(2):178-182.
[摘要](897) [PDF 272KB](1613)
摘要:
采用玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机研究了纳米TiO2和硅烷偶联剂改性玻璃纤维织物的摩擦磨损性能;用配备X射线能量色散谱仪的扫描电子显微镜观察和分析了复合材料磨损表面形貌以及纳米TiO2在粘结剂中的分散情况.结果表明,纳米TiO2和硅烷偶联剂改性玻璃纤维织物可明显改善玻璃纤维织物的摩擦磨损性能,当纳米TiO2的质量分数为5%时,改性玻璃纤维织物的摩擦磨损性能最佳,其磨损率比纯玻璃纤维织物低60%,且其最大承载能力提高.温度对纳米TiO2改性玻璃纤维织物的摩擦磨损性能影响很大,当温度高于200 ℃时,其摩擦系数开始增大、磨损加剧;当温度达到240 ℃时,纳米TiO2改性玻璃纤维织物因发生严重磨损而失效.

颗粒物质中最大静摩擦力随填充高度的变化规律
2005, 25(2):183-185.
[摘要](1196) [PDF 254KB](1714)
摘要:
研究了圆棒在颗粒物质中受到的最大静摩擦力与颗粒填充高度的关系,并采用连续介质模型计算了圆棒在颗粒物质中受到的最大摩擦力.结果表明,当颗粒填充高度H小于圆筒直径的2倍时,最大静摩擦力F与H2成正比;当H大于2倍圆筒直径时,F与H成正比;理论计算结果与实验结果相符.

人体生物摩擦学的研究现状与展望
2005, 25(2):186-191.
[摘要](1229) [PDF 379KB](2396)
摘要:
介绍了人体生物摩擦学的概念,分析了头发、眼睛、皮肤、牙齿和关节等系统的生物摩擦学研究现状,就血液、人工心脏泵、人工心脏瓣膜和食品味觉的生物摩擦学研究方向进行了展望.指出当前人体生物摩擦学研究的关键科学问题主要包括人体摩擦副的特殊摩擦学行为及机理、模拟人体生物环境条件的人工器官摩擦磨损试验方法研究、人工材料在体内的生物摩擦学行为反应预测及磨粒在体内的生物反应和临床病症的评定.

征稿简章
2005, 25(2):192-192.
[摘要](719) [PDF 0KB](140)
摘要:

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