检索结果-内蒙古大学图书馆

中国表面工程 2024年第3期37卷 232-241页

作者：田峰段海涛潘邻许鑫宇秦江林魏琴琴罗国强国营武汉新宇机器厂武汉430060 武汉材料保护研究所特种表面防护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

特种装备车辆往往在高速、高冲击等复杂环境下运行,底盘选装密封件表面容易被磨损造成密封失效,在密封工作面制备硬质涂层是提高服役寿命、延长维修周期的重要方法。采用物理气相沉积法在45#钢表面制备单层CrN涂层和不同过渡层厚度的多... 详细信息

特种装备车辆往往在高速、高冲击等复杂环境下运行,底盘选装密封件表面容易被磨损造成密封失效,在密封工作面制备硬质涂层是提高服役寿命、延长维修周期的重要方法。采用物理气相沉积法在45#钢表面制备单层CrN涂层和不同过渡层厚度的多层CrN/TiAlN涂层,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、表面轮廓仪、纳米压痕仪和往复式摩擦磨损试验机,研究涂层的微观结构、机械性能和摩擦磨损性能。结果表明单层CrN涂层厚度为0.87μm,其硬度和模量最小为19.49 GPa和160.53 GPa。CrN/TiAlN多层涂层的硬度和模量明显提高,且随过渡层厚度增加而增大,4CrN/TiAlN涂层的硬度和模量可达到39.86 GPa和386.72 GPa。在空气环境下的摩擦磨损试验中,单层CrN涂层被快速破坏;CrN/TiAlN多层涂层的平均摩擦因数随着过渡层厚度的增加先增大后减小,最大磨损深度和磨痕截面积不断下降。4CrN/TiAlN涂层具有最优摩擦磨损性能,其平均摩擦因数为0.792 5,磨痕截面积为315.09μm^(2),磨损机理为磨粒磨损和少量粘着磨损。提高过渡层厚度能够降低基体的塑性变形,降低涂层与基体的物理性能差异,减少涂层开裂并提高涂层摩擦磨损性能。通过调控过渡层厚度获得性能优异的CrN/TiAlN多层涂层,研究成果可应用于车辆旋转密封件上,显著提高密封工作面耐磨损性能。

关键词： 45#钢 CrN涂层 CrN/TiAlN 多层涂层耐磨性磨损机制

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银涂层保护技术在航空发动机紧固件中的应用研究进展

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中国表面工程 2023年第4期36卷 21-35页

作者：刘燕李国政贾丹詹胜鹏李文轩段海涛天津市紧固连接技术企业重点实验室天津300300 武汉材料保护研究所特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030 湖北隆中实验室襄阳441000

在大力发展航空业的新形势下,航空发动机紧固件的咬死失效问题逐渐成为航空领域的关注焦点。但是由于航空紧固件面临应力、高温、微动等苛刻工况,在工作过程中,表面银润滑涂层会出现形变、剥落等失效形式,这是提高航空发动机发展水平必... 详细信息

在大力发展航空业的新形势下,航空发动机紧固件的咬死失效问题逐渐成为航空领域的关注焦点。但是由于航空紧固件面临应力、高温、微动等苛刻工况,在工作过程中,表面银润滑涂层会出现形变、剥落等失效形式,这是提高航空发动机发展水平必须要解决的难题。系统阐述苛刻工况下航空发动机紧固件中存在的微动磨损、磨粒磨损、氧化磨损、粘着磨损4种主要磨损失效形式,对未涂覆保护涂层的螺栓表面以及对涂覆银润滑涂层的涂层表面产生的影响,对比电镀工艺和磁控溅射工艺制备的高温环境用银涂层在硬度、结合力等方面的不同,简述几种可以提高银涂层润滑能力的复合增强涂层制备技术,综述用于高温环境中紧固件保护的高硬度特性和高温特种氧化替代涂层。总结现用航空发动机失效紧固件上银涂层失效分析和现有研究结论,得出实际使用过程中银涂层软化和银的高扩散率是导致涂层失效的主要原因,对涂层保护技术在航空发动机紧固件中的应用提出建议与展望。主要提出了高温下银涂层失效问题的可能解决方法。

关键词：银涂层技术紧固件高温磨损失效

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粉煤灰-壳聚糖复合物增强水性膨胀型防火涂料耐火性能

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复合材料学报 2025年第2期42卷 1061-1070页

作者：孙朝金义杰严晗段海涛詹胜鹏余华龙陈奡贾丹中铁建工集团有限公司中国中铁房建专业研发中心北京100160 中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030

以粉煤灰(FA)和壳聚糖(CS)等废弃物为原料,制备了FA-CS复合阻燃填料,并将其引入水性膨胀型防火涂料体系中,以强化涂层的耐火极限和隔热性能,采用FTIR、XRD、SEM等对复合阻燃填料进行观察分析。再通过大板实验、背温曲线和微观组织结构... 详细信息

以粉煤灰(FA)和壳聚糖(CS)等废弃物为原料,制备了FA-CS复合阻燃填料,并将其引入水性膨胀型防火涂料体系中,以强化涂层的耐火极限和隔热性能,采用FTIR、XRD、SEM等对复合阻燃填料进行观察分析。再通过大板实验、背温曲线和微观组织结构等考察了涂层的耐火性能和隔热能力,从而揭示其防火阻燃机制。大板实验显示,在外焰温度维持在(1000±50)℃,燃烧时间为60 min的前提下,相比水性膨胀体系(WIS)、FA/WIS、CS/WIS涂层,FA-CS/WIS涂层具有较高的膨胀倍率(10.2倍)和更低的背面温度(279℃),表现出优异的阻隔热量传递和抗火焰冲刷的能力。此外,采用SEM对涂层膨胀层表面形貌进行分析,结果显示相比其他涂层,FA-CS/WIS涂层具有更致密光滑的表面。FA-CS/WIS涂层表现出优异的阻燃耐火性能,主要归因于:(a)涂层材料中膨胀阻燃体系的酸化、气化等反应,逐渐形成膨胀层;(b)CS参与了膨胀层的成炭反应,促进了膨胀倍率的提升;(c)具有优异耐热性能的FA在燃烧后的残炭中作为耐温材料填补在膨胀层的孔隙中,增加了膨胀层的热稳定性和阻隔能力。

关键词：粉煤灰(FA) 壳聚糖(CS) 废弃物利用隔热性能膨胀倍率阻燃机制

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TC4钛合金表面超音速火焰喷涂防护涂层及其摩擦学性能研究

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表面技术 2024年第5期53卷 69-77页

作者：刘畅张春晖杜鹏程许建亮高名传陈同舟武汉材料保护研究所有限公司武汉430030 特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030 武汉船用机械有限责任公司武汉430080 凌云科技集团有限责任公司武汉430030

目的改善钛合金零部件之间因相对滑动造成的磨损,提升钛合金零部件的使用寿命。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在TC4钛合金表面上制备Cr_(3)C_(2)-NiCr、Ni50和NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等分析涂层的显微结构... 详细信息

目的改善钛合金零部件之间因相对滑动造成的磨损,提升钛合金零部件的使用寿命。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在TC4钛合金表面上制备Cr_(3)C_(2)-NiCr、Ni50和NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等分析涂层的显微结构及力学性能,采用多功能摩擦磨损试验机及白光共焦三维形貌仪测试和分析不同涂层与TC4钛合金在干摩擦条件下的摩擦学性能。结果Ni50和NiCr涂层的硬度分别为680HV0.3和438HV0.3,低于Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层硬度1120HV0.3。在高载荷作用下,由于Ni50和NiCr涂层的硬度较低,导致其颗粒界面出现裂纹,断裂韧性测试表现低于Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层。3种涂层的摩擦系数及波动均大于TC4钛合金基材。Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层对TC4的切削和NiCr涂层对TC4的黏着导致了TC4对磨副的严重磨损。中等硬度的Ni50涂层对TC4的切削和黏着作用分别弱于Cr_(3)C_(2)-NiCr和NiCr涂层,TC4对磨副的磨损损失最低。结论采用超音速火焰喷涂技术制备Ni50涂层可以降低TC4钛合金基体和摩擦副的黏着磨损损失,本研究为钛合金表面耐磨涂层的设计和提高钛合金零部件间的摩擦性能提供了一种可行的方案。

关键词： HVOF TC4钛合金 Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层 Ni50涂层断裂韧性摩擦学性能

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TiAlSiN纳米复合涂层的研究进展

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表面技术 2024年第18期53卷 31-54页

作者：杜建融陶冠羽曾路陈辉杨汉哲吴振宇中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司武汉430030 特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030 武汉理工大学汽车工程学院武汉430070

随着现代加工需求的不断提高,对刀具涂层的性能要求愈发苛刻。相较于CrN、TiN、TiAlN等传统硬质涂层,TiAlSiN纳米复合涂层凭借优异的硬度、耐磨性、耐蚀性和高温抗氧化性,成为了减少工件磨损、延长使用寿命的最佳候选材料,被广泛应用于... 详细信息

随着现代加工需求的不断提高,对刀具涂层的性能要求愈发苛刻。相较于CrN、TiN、TiAlN等传统硬质涂层,TiAlSiN纳米复合涂层凭借优异的硬度、耐磨性、耐蚀性和高温抗氧化性,成为了减少工件磨损、延长使用寿命的最佳候选材料,被广泛应用于汽车、航空航天、通用机械等刀具加工领域,引起了研究者的广泛关注。为此,本文综述了TiAlSiN纳米复合涂层在微观结构、力学性能和实际应用方面的研究进展;阐述了TiAlSiN纳米复合涂层元素组成、制备工艺对其微观结构的影响规律及作用机理;重点讨论了TiAlSiN纳米复合涂层力学性能(如硬度、韧性、结合力及耐磨性)的影响规律及作用机制,包括归纳了Hall-Petch效应、固溶强化、共格外延、模量差异、晶界复合在内的5种TiAlSiN纳米复合涂层的增硬机理,对比分析了不同涂层增韧的途径与机制,探讨了TiAlSiN纳米复合涂层结合力与摩擦学性能的影响因素;最后,介绍了TiAlSiN纳米复合涂层在刀具、模具等典型应用领域的发展现状,并对TiAlSiN纳米复合涂层未来的研究趋势和发展方向进行了展望,以期为发展高效、高性能、低成本的刀具硬质涂层提供参考。

关键词： TiAlSiN纳米复合涂层力学性能硬度韧性结合力摩擦磨损

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螺纹连接失效机理与防护的研究进展

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表面技术 2025年第8期54卷 33-50页

作者：黄志宇王新礼田盼汪洋刘兰轩刘秀生吴正江王博中国机械总院武汉材料保护研究所有限公司特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030 中国机械科学研究总院集团有限公司北京100080 武汉第二船舶设计研究所武汉430014

螺纹连接在工程应用领域是必不可少的一种连接方式。其优点在于结构简单、连接可靠、拆卸方便、成本低廉等。然而在实际应用中,受环境腐蚀、振动、外部冲击等因素的影响,螺纹连接失效概率较大,从而导致设备损坏或安全事故,造成严重的经... 详细信息

螺纹连接在工程应用领域是必不可少的一种连接方式。其优点在于结构简单、连接可靠、拆卸方便、成本低廉等。然而在实际应用中,受环境腐蚀、振动、外部冲击等因素的影响,螺纹连接失效概率较大,从而导致设备损坏或安全事故,造成严重的经济损失和人员伤亡。因此,对螺纹连接的失效机理进行深入研究,并提出有效的预防和保护措施,对提高设备的安全性和可靠性具有实际意义。基于对近年来相关文献报道的广泛调研,从基本科学原理出发,总结并探讨了螺纹连接的主要失效机理与预防措施。首先重点分析了螺纹断裂、螺纹腐蚀、螺纹磨损等现象的失效机理,研究了包括预紧力、应力集中、振动、环境条件等在内的各种影响因素,另外,针对螺纹连接失效的不同形式总结了其主要的措施及手段,包括电镀、涂层、添加缓蚀剂、热处理和表面硬化处理等,并分析了这些措施的优势与缺点。现有的防护手段存在缺陷并且缺少相应的检测防控手段。例如,使用热处理强化方法会对材料的性能产生影响、镀层不能长时间进行防护、表面处理成本高等。最后,针对螺纹连接失效及其防护研究的重点和热点问题与改进进行了展望。

关键词：失效分析螺纹断裂螺纹腐蚀螺纹防护

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抗冲击聚脲涂层研究进展

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复合材料学报 2024年

作者：刘宇轩汪洋陈文锐戚昕禹刘兰轩吴东恒苏会肖艳中国机械科学研究总院武汉材料保护研究所特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室中车长江车辆有限公司

随着社会对低成本、高性能材料需求的增加，抗冲击材料成为研究的重点。本文主要介绍了聚脲材料在抗冲击应用中的微观结构特征及其性能影响因素。聚脲的微观结构由硬结构域和软结构域组成，这些结构通过氢键形成交联网络，赋予其优异的... 详细信息

随着社会对低成本、高性能材料需求的增加，抗冲击材料成为研究的重点。本文主要介绍了聚脲材料在抗冲击应用中的微观结构特征及其性能影响因素。聚脲的微观结构由硬结构域和软结构域组成，这些结构通过氢键形成交联网络，赋予其优异的物理和力学性能。在外部冲击载荷作用下，聚脲通过结晶、结构重排、应变率效应等机制吸收和耗散能量，展现出良好的抗冲击性能。此外，聚脲的粘弹性和超弹性在高应变率条件下表现出显著的耗能能力。研究表明，聚脲的抗冲击性能还受到微观结构、应变率、涂层厚度及喷涂位置的影响。本文分析了这些因素对聚脲抗冲击性能的作用机制，并探讨了聚脲在不同应用环境中的表现，尤其是在极端环境下的应用前景。通过综述聚脲在抗冲击性、耐候性、力学性能等方面的影响因素和应用，文章总结了后续研究方向。可以借助聚脲本构模型提高聚脲在特殊环境下的应用；通过模拟与实验相结合优化微相分离形态以提高力学性能；借助仿生学原理，开发智能响应、抗冲击及自修复聚脲。

关键词：抗冲击聚脲微观结构复合涂层综述

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钢轨打磨关键装备及磨石技术发展现状与展望

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中国机械工程 2022年第19期33卷 2269-2287页

作者：章武林樊小强朱旻昊段海涛武汉材料保护研究所特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

概述了钢轨打磨策略、钢轨打磨技术,并对国内外砂轮式打磨(主动打磨、高速被动打磨)、铣磨等关键装备进行了综述。同时,对于与砂轮式打磨车相配套且起关键切削作用的磨石(砂轮),从组分、成形工艺、结构设计、磨削性能评价方法等方面进... 详细信息

概述了钢轨打磨策略、钢轨打磨技术,并对国内外砂轮式打磨(主动打磨、高速被动打磨)、铣磨等关键装备进行了综述。同时,对于与砂轮式打磨车相配套且起关键切削作用的磨石(砂轮),从组分、成形工艺、结构设计、磨削性能评价方法等方面进行了详细评述,总结出精细的配方设计、科学的评价体系标准等是高性能磨石研制所面临的主要挑战。最后,从绿色化、智能化、标准化等方面对未来磨石技术的发展方向进行了展望。

关键词：钢轨打磨打磨策略打磨装备磨石评价标准

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火焰喷涂纯锌和Zn-Al合金涂层的耐腐蚀性能

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机械工程材料 2024年第8期48卷 9-17页

作者：刘畅高名传袁振南余斯亮陈同舟中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030

在6061-T6铝合金表面制备了火焰喷涂纯锌、Zn-15Al合金和Zn-30Al合金涂层,研究了不同涂层的微观形貌、耐中性盐雾腐蚀性能和电化学性能。结果表明:纯锌、Zn-15Al合金和Zn-30Al合金涂层截面结构致密,孔隙率依次降低,与基体呈机械结合;经... 详细信息

在6061-T6铝合金表面制备了火焰喷涂纯锌、Zn-15Al合金和Zn-30Al合金涂层,研究了不同涂层的微观形貌、耐中性盐雾腐蚀性能和电化学性能。结果表明:纯锌、Zn-15Al合金和Zn-30Al合金涂层截面结构致密,孔隙率依次降低,与基体呈机械结合;经中性盐雾腐蚀后,纯锌、Zn-15Al合金与Zn-30Al合金涂层的腐蚀质量增加和腐蚀速率依次减小,Zn-30Al合金涂层表现出最好的耐中性盐雾腐蚀性;在人工海水溶液中,3种涂层的开路电位均低于铝合金基体,可以对基体进行牺牲阳极保护;相比纯锌涂层,Zn-15Al合金和Zn-30Al合金涂层的自腐蚀电流密度更小,自腐蚀电位更高,腐蚀速率更小,腐蚀倾向更低;随着浸泡腐蚀时间延长,Zn-15Al合金涂层的耐腐蚀性能无显著变化,Zn-30Al合金涂层的耐腐蚀性能逐渐增强。Zn-30Al合金涂层表现出最好的耐电化学腐蚀性。

关键词：火焰喷涂纯锌涂层 Zn-Al合金涂层盐雾试验电化学耐蚀性

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玻璃纤维改性超高分子量聚乙烯的热膨胀和摩擦学性能

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高分子材料科学与工程 2022年第7期38卷 60-68页

作者：曹翔禹贾丹詹胜鹏杨田李健段海涛武汉材料保护研究所湖北武汉430030 特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室湖北武汉430030 湖北隆中实验室湖北襄阳441000

为了降低聚合物摩擦副材料的热膨胀系数,拓展其在宽温域范围内的应用,用未处理和经硅烷偶联剂KH570改性处理后的玻璃纤维(GF)对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)改性,采用热压成型工艺制备GF/UHMWPE复合材料。通过傅里叶变换红外光谱表征了2种... 详细信息

为了降低聚合物摩擦副材料的热膨胀系数,拓展其在宽温域范围内的应用,用未处理和经硅烷偶联剂KH570改性处理后的玻璃纤维(GF)对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)改性,采用热压成型工艺制备GF/UHMWPE复合材料。通过傅里叶变换红外光谱表征了2种填料的微观结构差异;用差示扫描量热仪(DSC)分析了复合材料的熔点和结晶度;借助热膨胀仪(DIL)测定了复合材料的热膨胀率和热膨胀系数,并在干摩擦环境下,研究了不同含量复合材料的摩擦学性能。结果表明,经过KH570改性处理后的GF形成了稳定的Si—O—Si结构,改善了与UHMWPE基体的黏结性;GF由于本身较低的热膨胀系数,并且能与高分子链形成较强的作用力,可以有效改善UHMWPE的热膨胀性能;GF/UHMWPE复合材料的摩擦系数随着填料含量的增加而先下降后上升、磨损量随填料含量的增加而增大,在相同填料添加量时,经过KH570改性处理的GF复合材料的界面结合力更好,综合性能优于未处理GF复合材料。

关键词：超高分子量聚乙烯热膨胀摩擦学性能改性

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