检索结果-内蒙古大学图书馆

表面技术 2025年第3期54卷 90-100页

作者：罗兰路世盛胥卫奇文泽东王凌倩周健松中国科学院兰州化学物理研究所中国科学院材料磨损与防护重点实验室兰州730000 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

目的考察不同含量的Mo元素对激光熔覆CoCrW涂层摩擦磨损行为的影响。方法采用激光熔覆技术制备不同Mo含量的CoCrW涂层,利用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪分析涂层的物相及元素组成,通过显微硬度计和高温摩擦试验机测试并分... 详细信息

目的考察不同含量的Mo元素对激光熔覆CoCrW涂层摩擦磨损行为的影响。方法采用激光熔覆技术制备不同Mo含量的CoCrW涂层,利用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪分析涂层的物相及元素组成,通过显微硬度计和高温摩擦试验机测试并分析涂层的硬度和摩擦学性能。结果不同Mo含量的熔覆层与基材均为冶金结合,涂层组织均匀致密,熔覆层主要由γ-Co和碳化物组成。在激光熔覆过程中,涂层的微观组织结构由中部粗大的树枝晶组织逐渐转变为表面尺寸较小的柱状晶和胞状晶组织。碳化物相的含量随着涂层中Mo含量的增大而增大,显微硬度也随之增加。当涂层中Mo的质量分数为30%(M3涂层)时,显微硬度达到最大值(954HV0.2)。在往复摩擦条件下,与Si3N4对磨时,随着温度的升高,4种涂层的摩擦因数和磨损率均表现出先升高后降低的趋势。在常温下,涂层以磨粒磨损为主。在400℃下,黏着磨损加剧。随着温度的升高,磨痕表面氧化物逐渐增多,在600~800℃下氧化釉质层逐渐形成,并致密化,改善了涂层的摩擦学性能。其中,M3涂层(Mo的质量分数为30%)在室温至高温范围内的耐磨性能最优异。结论随着Mo含量的增加,在固溶强化和弥散强化的协同作用下,激光熔覆层的硬度和摩擦学性能显著提高。在高温下,Mo元素促进了氧化釉质层的形成和致密化,对涂层的摩擦学性能改善更为明显。

关键词：激光熔覆 CoCrW Mo含量摩擦学性能磨损机制

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空间原子氧防护涂层技术研究现状及挑战

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中国表面工程 2025年第1期38卷 40-56页

作者：王虎何延春李中华周超李坤李学磊左华平王晓毅王兰喜杨淼李毅周晖张斌兰州空间技术物理研究所真空技术与物理国防科技重点实验室兰州730000 中国科学院兰州化学物理研究所材料磨损与防护重点实验室兰州730000

原子氧防护涂层是保障低轨航天器长寿命高可靠的有效途径。简要阐述原子氧防护涂层的研究进展,对影响原子氧防护涂层性能的因素进行研究。结果表明,涂层的表面粗糙度会增加原子氧与材料表面的碰撞概率,涂层中的缺陷会提供原子氧的侵蚀通... 详细信息

原子氧防护涂层是保障低轨航天器长寿命高可靠的有效途径。简要阐述原子氧防护涂层的研究进展,对影响原子氧防护涂层性能的因素进行研究。结果表明,涂层的表面粗糙度会增加原子氧与材料表面的碰撞概率,涂层中的缺陷会提供原子氧的侵蚀通道,涂层的成分与结构会影响原子氧反应的概率。调查空间原子氧防护涂层的种类,分析不同类型涂层的特点。无机涂层防护性能优异,但其柔韧性较差;有机硅涂层柔韧性较好,但在大通量原子氧作用下易出现缺陷;复合结构涂层可以满足多种功能复合的需求,但对工艺要求也较高。对涂层制备方法进行整理归纳,对比分析磁控溅射、等离子体增强化学气相沉积、离子束共沉积、原子层沉积、溶胶-凝胶、前驱体光解/水热固化六种不同制备技术的优缺点以及应用对象。分析介绍原子氧防护涂层的进一步发展趋势。研究结果为我国低轨航天器材料的原子氧防护提供必要的研究依据和参考,为原子氧防护涂层技术的发展提供研究思路。

关键词：原子氧防护涂层制备

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单油酸甘油酯改性凹凸棒石作为润滑油添加剂的摩擦自修复性能研究

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摩擦学学报(中英文) 2025年第3期45卷 409-420页

作者：牛宇琦乐凯许江柳宇震张建军车清论徐书生王爱勤刘维民青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院兰州化学物理研究所甘肃省黏土矿物应用研究重点实验室甘肃兰州730000 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室山东烟台264000

采用SRV高频往复摩擦试验机考察了单油酸甘油酯改性凹凸棒石作为PAO6润滑油添加剂对GCr15钢摩擦副摩擦磨损性能的影响.通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能谱仪、共聚焦显微镜、X射线光电子能谱仪等对磨痕的表面形貌、元素与... 详细信息

采用SRV高频往复摩擦试验机考察了单油酸甘油酯改性凹凸棒石作为PAO6润滑油添加剂对GCr15钢摩擦副摩擦磨损性能的影响.通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能谱仪、共聚焦显微镜、X射线光电子能谱仪等对磨痕的表面形貌、元素与物相组成等进行了分析,探究了摩擦行为驱动下凹凸棒石添加剂修复磨痕表面的作用机制.结果表明,单油酸甘油酯改性的凹凸棒石作为PAO6润滑油添加剂能够显著改善GCr15钢的摩擦学性能,摩擦系数降低了57.1%,磨损率显著降低了86.3%,这是由于单油酸甘油酯具有良好的减摩作用,凹凸棒石在磨痕表面形成高耐磨的修复膜,使其耐磨性获得显著提高.进一步研究发现,凹凸棒石只有在较高载荷下容易发生摩擦化学反应,从而形成1层由底部铁的氧化物为支撑主体、上部硅酸盐与硬质陶瓷物相及少量碳等构成的复合修复膜,修复膜优先在犁沟处沉积并逐渐向整个摩擦接触界面扩散生长.

关键词：凹凸棒石单油酸甘油酯改性润滑油添加剂摩擦行为修复膜

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核壳结构稀土复合纳米添加剂的制备及摩擦学性能研究

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中国科学:技术科学 2025年第3期55卷 506-519页

作者：汪含蔚王海忠张坚郑治文刘小龙乔旦冯大鹏中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料全国重点实验室兰州730000 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 山东东岳高分子材料有限公司淄博256401

利用2-甲基咪唑和六水合硝酸钴为原料,通过配位作用在纳米二氧化铈(CeO_(2))颗粒表面层层自组装合成二甲基咪唑钴(ZIF)-67@CeO_(2)核壳结构纳米复合润滑添加剂,有效提升了纳米CeO_(2)颗粒在500SN基础油中的分散稳定性.摩擦实验结果表明,... 详细信息

利用2-甲基咪唑和六水合硝酸钴为原料,通过配位作用在纳米二氧化铈(CeO_(2))颗粒表面层层自组装合成二甲基咪唑钴(ZIF)-67@CeO_(2)核壳结构纳米复合润滑添加剂,有效提升了纳米CeO_(2)颗粒在500SN基础油中的分散稳定性.摩擦实验结果表明,在500SN基础油中添加1 wt%ZIF-67@CeO_(2)时表现出最优的摩擦学性能,与500SN基础油相比,摩擦系数(COF)下降了41.54%,磨损率下降了81.76%,并且在高载荷、高温及高频率下仍保持优异的润滑性能.进一步采用非接触式三维表面轮廓测试仪、配备能量色散X射线光谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对磨痕的形貌及化学组成进行分析表征,探究核壳结构型纳米复合润滑添加剂的减摩抗磨机理.结果表明,摩擦过程中ZIF-67结构发生破坏,释放出CeO_(2)颗粒,使滑动摩擦转变为滚动摩擦;与此同时,在接触应力及剪切作用下,ZIF-67@CeO_(2)纳米添加剂和500SN基础油与钢基底之间发生摩擦化学反应,形成了含金属氧化物、含碳物质及含氮物质的摩擦保护膜,显著降低了界面的摩擦与磨损.

关键词：金属有机框架结构稀土材料润滑添加剂减摩抗磨摩擦催化

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铝合金作动部件表面复合PTFE硬氧膜层减摩抗磨性能

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中国表面工程 2025年第1期38卷 278-289页

作者：胡波任俊辉石晓飞白常宁强力张俊彦航空工业庆安集团有限公司西安710077 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000 中国科学院材料磨损与防护重点实验室兰州730000

铝合金材料比强度高、易于加工,但表面硬度低,耐磨性差,其表面经硬质阳极氧化处理后具有耐磨、绝缘及耐腐蚀性等,广泛应用于航空作动系统。然而,硬质阳极氧化膜层(硬氧膜层)存在孔隙率大、表面粗糙度及摩擦因数高等问题,易加剧摩擦配副... 详细信息

铝合金材料比强度高、易于加工,但表面硬度低,耐磨性差,其表面经硬质阳极氧化处理后具有耐磨、绝缘及耐腐蚀性等,广泛应用于航空作动系统。然而,硬质阳极氧化膜层(硬氧膜层)存在孔隙率大、表面粗糙度及摩擦因数高等问题,易加剧摩擦配副磨损而泄漏,严重制约其实际服役。为了改善铝合金硬质阳极化膜层表面粗糙度,提升其减摩性能以满足新一代航空作动部件对减重及高机动性的服役需求,利用原位合成技术在铝合金表面制备复合PTFE硬氧膜层,研究表面粗糙度对其表面复合PTFE硬氧膜层和传统硬氧膜层不同配副方式下摩擦磨损行为的影响,并对复合PTFE硬氧膜层耐磨性能进行工程化模拟验证。研究结果表明:复合PTTE硬氧膜层较传统硬氧涂层更加致密,且硬度更高;其摩擦因数(0.08)较传统硬氧涂层(0.14)降低约40%,磨损量则降低2个数量级;在产品功能性试验中未发现脱落,磨损量小,能够满足产品性能需求;在产品实际使用中具有自抛光效应,这更有利于缩短产品生产周期及大幅度降低成本。提出一种更有利于缩短产品生命周期、大幅降低成本的复合硬氧膜层工艺,并在产品功能性试验中得到检验,在工程化应用中具有重要的推广意义。

关键词：铝合金作动部件复合PTFE硬质阳极化膜层摩擦学性能工程化验证

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增黏、减摩抗磨多功能一体化的聚合物型水基润滑添加剂的设计制备及性能

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清华大学学报(自然科学版) 2025年第2期65卷 325-337页

作者：张崇瑞邹坤刘骁于强亮王新刚蔡美荣周峰中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室烟台264006 哈尔滨工程大学烟台研究院烟台264000

采用绿色环保的水基润滑剂代替易造成环境污染的油基润滑剂,是实现绿色摩擦学的有效方法之一。然而,水基润滑剂普遍存在黏度低、易腐蚀、润滑效果差等问题。该文通过合理的分子结构设计,将聚合物链式增黏结构与质子型离子液体润滑结构... 详细信息

采用绿色环保的水基润滑剂代替易造成环境污染的油基润滑剂,是实现绿色摩擦学的有效方法之一。然而,水基润滑剂普遍存在黏度低、易腐蚀、润滑效果差等问题。该文通过合理的分子结构设计,将聚合物链式增黏结构与质子型离子液体润滑结构相结合,制备了具有一定抗腐蚀性能、优异增黏和润滑性能的质子型聚离子液体(PPILs)水基润滑添加剂PPD-N。借助SRV-V微动摩擦磨损试验机和全自动真彩共聚焦显微镜表征了不同温度条件下PPD-N的减摩抗磨性能;采用扫描电子显微镜(SEM)考察了磨斑的表面微观形貌;通过光干涉法研究了PPD-N在弹性流体动力润滑状态(EHL)下的润滑性能;利用X射线光电子能谱(XPS)和飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)对添加剂的润滑机理进行了研究。结果表明:PPD-N不仅能显著提高水基润滑液的黏度,还能有效抑制铸铁在水中的腐蚀。与商用增黏剂Koreox W55000相比,含有6%质量分数PPD-N的水基润滑液的摩擦系数和磨损体积可分别降低约75%和60%。EHL测试结果表明PPD-N水溶液在界面处的薄膜厚度随着滚动速度的增加而增大,接触区域中心膜厚和润滑剂出口处的最小膜厚均显著高于去离子水。在边界润滑状态下,PPD-N能在摩擦界面处形成吸附膜和摩擦化学反应膜,两者协同作用,显著提高了水基润滑液的摩擦学性能。PPD-N不含磷、硫和卤素,合成简单,绿色环保,有望作为难燃液压液和水基全合成金属加工液的增黏、润滑添加剂使用。

关键词：聚离子液体水基润滑润滑添加剂润滑机理

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3种粘结固体润滑涂层的摩擦学及气蚀性能研究

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摩擦学学报 2025年

作者：王伊枨刘昭侯国梁马俊凯万宏启吉利周惠娣陈建敏中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料重点实验室(原固体润滑国家重点实验室) 中国科学院大学材料与光电研究中心西安航天动力研究所

为深入研究航空燃油泵止推轴承表面用粘结固体润滑涂层在极端工况下的失效行为，采用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机和超声振动气蚀试验机对比研究了MoS2/石墨基粘结固体润滑涂层、MoS2基粘结固体润滑涂层和石墨基粘结固体润滑涂层3种现... 详细信息

为深入研究航空燃油泵止推轴承表面用粘结固体润滑涂层在极端工况下的失效行为，采用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机和超声振动气蚀试验机对比研究了MoS2/石墨基粘结固体润滑涂层、MoS2基粘结固体润滑涂层和石墨基粘结固体润滑涂层3种现役涂层在RP-3航空煤油中的摩擦学性能和气蚀性能；基于光学显微镜（OM）、三维光学形貌仪、扫描电子显微镜（SEM）分析了涂层原始表面以及摩擦和气蚀后表面形貌，利用高分辨X射线衍射仪（XRD）对比了摩擦前后涂层的物相组成，采用拉曼光谱仪对摩擦转移膜和涂层气蚀剥落碎屑的成分进行了表征，探讨了涂层的防护及失效机理。结果显示：在RP-3介质中，以石墨为润滑剂的石墨基粘结固体润滑涂层摩擦系数低至0.083，磨损率为1.5×10-6mm3/（N·m），表现出最好的摩擦学性能；3种涂层磨斑区域在摩擦前后没有出现物相变化，保持了良好的摩擦化学稳定性；对偶材料表面形成的转移膜有利于进一步降低摩擦系数。3种涂层在煤油中的抗气蚀性能较差，表现出填料率先脱落加速涂层片状剥离的特征；因MoS2的承载能力较差且颗粒尺寸偏大，气蚀剥离程度最为严重，导致MoS2/石墨基粘结固体润滑涂层加速气蚀10 h后脱落面积高达95.83%；石墨基粘结固体润滑涂层抗气蚀性能较好，涂层脱落面积为84.73%，更适合作为止推轴承表面润滑耐磨抗气蚀涂层使用。

关键词：粘结固体润滑涂层摩擦学性能气蚀性能航空煤油失效机理

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(TiZrNbMoTa)B_(2)高熵陶瓷的制备与摩擦学性能研究

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摩擦学学报(中英文) 2025年第2期45卷 187-197页

作者：高显己辛本斌张爱军韩杰胜孟军虎中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

通过高能球磨和放电等离子烧结(SPS)技术制备了(TiZrNbMoTa)B_(2)高熵陶瓷,探讨了球磨条件对高熵陶瓷物相组成、微观结构和力学性能影响,着重研究了(TiZrNbMoTa)B_(2)高熵陶瓷从25~800℃的摩擦学性能及磨损机制.结果表明:随着球磨速度... 详细信息

通过高能球磨和放电等离子烧结(SPS)技术制备了(TiZrNbMoTa)B_(2)高熵陶瓷,探讨了球磨条件对高熵陶瓷物相组成、微观结构和力学性能影响,着重研究了(TiZrNbMoTa)B_(2)高熵陶瓷从25~800℃的摩擦学性能及磨损机制.结果表明:随着球磨速度的提高,(TiZrNbMoTa)B_(2)高熵陶瓷内各元素分布趋向均匀,(TiZrNbMoTa)B_(2)逐渐形成单一均匀的具有六方最密堆积(HCP结构)的金属二硼化物固溶相;高熵陶瓷的硬度、断裂韧性和弯曲强度也随之提升.(TiZrNbMoTa)B_(2)高熵陶瓷的高温耐磨性能较低温耐磨性能提高了36倍,其磨损机制由中低温的磨粒磨损转变为高温下的氧化磨损和磨粒磨损.B_(2)O_(3)的高温自润滑效应和磨损表面氧化釉质层的生成是高熵陶瓷具有良好高温耐磨性能的主要原因.

关键词：高熵陶瓷高熵硼化物力学性能摩擦学性能磨损机制

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油润滑滚滑接触条件下轴承钢微点蚀的试验观察

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摩擦学学报(中英文) 2025年第2期45卷 231-241页

作者：李帅姜程娄文静韩一鸣马昭群郭峰王晓波刘海超青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000 青岛市资源化学与新材料研究中心青岛市高端装备润滑技术重点实验室山东青岛266100

微点蚀作为1种表面起源型早期失效,严重制约了滚动轴承的精度寿命,目前对微点蚀的产生机理仍未完全揭示.本研究中使用微点蚀试验机研究了合成油润滑条件下滑滚比、卷吸速度和硫磷抗磨添加剂对GCr15轴承钢表面微点蚀的影响.考察了数百万... 详细信息

微点蚀作为1种表面起源型早期失效,严重制约了滚动轴承的精度寿命,目前对微点蚀的产生机理仍未完全揭示.本研究中使用微点蚀试验机研究了合成油润滑条件下滑滚比、卷吸速度和硫磷抗磨添加剂对GCr15轴承钢表面微点蚀的影响.考察了数百万次循环应力下微点蚀表面形貌、微点蚀面积占比、摩擦系数与振动加速度的演化过程.首先进行了不同滑滚比条件下轴承钢的微点蚀试验,发现在接近纯滚动时,由于其较小的剪切应力会导致轻微的微点蚀损伤;随着滑滚比增大,界面剪切应力增大,微点蚀损伤呈增大趋势;继续增大滑滚比导致滚子表面的磨损和抛光效应很大程度上抑制了微点蚀.其次进行了不同卷吸速度条件下轴承钢的微点蚀试验,发现在裂纹产生之后,高的卷吸速度和所用的正滑滚比会导致封闭在裂纹中的润滑油难以排出,产生高的油压,从而加速裂纹的扩展和表层金属的剥落.最后进行了硫化异丁烯和磷酸三甲酚酯作添加剂时对轴承钢微点蚀的影响,发现试验条件下2种添加剂对微点蚀的产生均起到了促进作用,但产生的微点蚀形貌存在较大的差异.含硫的抗磨剂硫化异丁烯产生了孤立分布且剥落面积较大的微点蚀浅坑,分析认为在裂纹产生之后硫元素加速裂纹的扩展与表层金属的剥落.含磷的抗磨剂磷酸三甲酚酯产生了密集的微裂纹和微凹坑,其在轴承钢表面形成的金属磷酸盐薄膜较薄且不均匀,不足以隔开粗糙峰的直接接触,从而促进了微点蚀的产生.

关键词：微点蚀滑滚接触轴承润滑硫-磷添加剂润滑失效

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奥氏体不锈钢材料在高温燃油环境下的摩擦学性能研究

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润滑与密封 2025年

作者：高怡杨贵春徐春龙程军杨军中国北方发动机研究所燃油系统室中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料全国重点实验室

奥氏体不锈钢材料因其优异的高温力学、耐腐蚀和抗氧化性能在大功率柴油发动机运动传动系统具有重要应用。本文研究了奥氏体不锈钢材料在室温至300℃燃油环境下的摩擦学性能，结果表明：奥氏体不锈钢材料在室温至300℃柴油介质下表现出... 详细信息

奥氏体不锈钢材料因其优异的高温力学、耐腐蚀和抗氧化性能在大功率柴油发动机运动传动系统具有重要应用。本文研究了奥氏体不锈钢材料在室温至300℃燃油环境下的摩擦学性能，结果表明：奥氏体不锈钢材料在室温至300℃柴油介质下表现出低摩擦和低磨损特征，摩擦系数在0.15～0.17之间，磨损率在（0.56～6.10） × 10-5mm3N-1m-1之间，较干滑动下显著降低；燃油环境下奥氏体不锈钢材料的摩擦系数和磨损率均随温度增加而增加；燃油环境下奥氏体不锈钢材料的磨损机制主要为轻微的磨粒磨损，干滑动状态下则为严重的氧化和磨粒磨损。

关键词：奥氏体不锈钢高温摩擦磨损燃油环境

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