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仿生非光滑耐磨复合涂层的研究

磨料磨损是矿山、工程和农业机械等地面机械触土部件磨损件失效的主要原因。提高地面机械部件的耐磨性能方法除研究开发新型抗磨损材料、添加润滑材料和从结构上进行合理的设计外,表面硬化(表面改性)则是提高地面机械部件质量、延长使用寿命、改善使用性能的重要方法。目前,常用的表面硬化技术有化学、物理、激光、电子束热处理、喷涂、沉积、镀层等。这些方法绝大多数是对整个表面进行处理,且硬化层厚度较薄,往往在服役中很快被磨损掉,失去对机械部件本身的保护作用,降低了机械部件在各种工况条件下使用的有效性。因此,探索新的抗磨材料和机理,以便能更有效地提高地面机械触土部件的使用寿命。传统的观念都是将追求提高磨损部件的表面光滑度作为提高其耐磨性能的必要手段,而依据仿生研究结果,非光滑表面具有减粘、降阻、耐磨作用。在此设计思想指导下,本文模仿蜣螂头部体表非光滑特征,对钎焊耐磨复合涂层进行了仿生设计,首次以快速高效的钎焊方法制备了以铜基钎料合金为基体的仿生非光滑耐  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

《农业机械学报》2004年06期
农业机械学报

WC/Cu基仿生非光滑耐磨复合涂层的研究

引言农业机械、工程机械等设备的触土部件如犁壁、铲刃、翻斗等在工作时由于磨损、粘附导致工件使用寿命减少、能耗增加、生产效率降低。目前的材料或表面改性技术只能解决单一的磨损或粘附问题 ,迫切需要开发既能减粘脱附又有高抗磨性的材料或技术。研究发现生物非光滑表面具有良好的减粘、降阻、耐磨作用 [1~ 3 ] ,如竹纤维在垂直于磨损表面短时磨损后表面呈现非光滑形态 ,具有很高的耐磨性[2 ] 。以 WC颗粒作为增强相、Cu基钎料为基体并配以适当钎剂采用高频感应钎焊技术 ,在 45号钢表面制备的复合涂层磨损时呈现仿生非光滑表面 ,具有很高的耐磨粒磨损性能 [3 ] 。本文对此进行研究。1 试验方法试验用材料为铸造 WC颗粒 ( 60~ 80目 )、BCu62 Zn钎料 (由锭状制成 80~ 2 0 0目粉末 )、钎剂( 70 %硼砂 + 30 %硼酸脱水制成粉末 )。钎焊设备为GPCIO C1型高频感应钎焊炉。具体试验如下 :将不同质量分数...  (本文共4页) 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

仿生非光滑陶瓷耐磨涂层的制备及耐磨性研究

本论文以工业设备中的摩擦磨损行为作为研究对象,把生物非光滑表面耐磨理论与涂层技术结合起来,提出了制备仿生耐磨陶瓷涂层来改善摩擦磨损的新方法。首先以煅烧高岭土为原料,采用喷雾干燥的方法,制备微米级陶瓷生坯微球。然后采用二次烧结法制备强度、硬度俱佳的单分散陶瓷微球。其次,以双酚A缩水甘油醚型环氧树脂、高弹性快干型聚氨酯树脂为成膜物质,微米级陶瓷微球、亚微米级碳化硅超细微粉为增强填料,改性聚酰胺TY-650为固化剂,二甲苯、正丁醇混合溶剂为稀释剂,KH550为耦合剂配制了陶瓷耐磨双组分涂料。通过气动喷涂,微量振荡,合适温度下制备出具有仿生结构涂层表面。最后对仿生非光滑陶瓷耐磨涂层进行摩擦磨损实验,并分析了仿生非光滑陶瓷耐磨涂层的耐磨机理。本文主要结论如下:(1)在喷雾压力1.2MPa时,保持进口温度140℃不变,对浓度为25%的高岭土浆料进行喷雾干燥法造粒得到的高岭土微球球形度最好,粒径分布最均匀。采用二次烧结法制备的陶瓷微球表面光滑...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
武汉大学

氮化碳纳米复合涂层摩擦磨损和耐水蚀研究

在材料工程领域中,表面涂层是材料改性技术中的一个重要分支,自20世纪70年代起,硬质涂层就被成功地应用在材料保护,特别是应用于延长金属切削工具的寿命。TiN是最先被广泛使用的硬质涂层材料。由于TiN具有良好的红硬性、韧性、高温抗氧化性,从六十年代末开始,已经广泛地应用在刀具涂层,表面装饰保护,模具耐磨耐蚀涂层。人们相继开发了TiC、TiB、立方BN及TiCN、TiAlN等新型硬质涂层材料,以适应不同的加工需求。涂层根据硬度的不同分为两个部分:(1)硬质涂层的硬度<40GPa,(2)超硬涂层的硬度>40 GPa。超硬材料又可以分为本征类,如金刚石(HV=70-100GPa,),立方氮化硼(HV=48 GPa)和一些B-N-C化合物;外延类,超硬硬度和其它机械性能来自于其微结构。例如一些优秀的晶格类超硬材料是人造异质结构的(超晶格)。对超硬材料的探索包括两个方面,一是研究者们探索合成硬度接近或超过金刚石的材料的可能性,一是探索合成用...  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层及其生物相容性

为了消除激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,提高涂层与基材的结合强度,设计了一种梯度涂层,采用宽带激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金表面成功地制备了梯度生物陶瓷复合涂层,并在以下几个方面开展了研究工作。以热力学和动力学的研究结果为指导,通过宽带激光熔覆工艺参数对生物陶瓷复合涂层组织形貌及烧结性影响的研究,确定最佳工艺参数为:宽带激光输出功率P=2. 5kW,扫描速度V=150mm/min,光斑尺寸D=16 mm×2mm;通过对瞬态温度场的数值模拟,给出了温度场的分布。结果表明,即使在熔覆的最后阶段即t=11. 6s时,熔池的最高温度(1919℃)也低于含HA生物陶瓷涂复合涂层理论计算的热力学温度(1927℃)。从而验证了最佳工艺参数下可以获得含HA的生物陶瓷复合涂层。研究发现,Y2O3含量影响着生物陶瓷复合涂层中HA及β-TCP的形成,随着Y2O3的增加,复合涂层中HA+β-TCP的含量逐渐增加,当Y2O3含量处于0...  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

复旦大学
复旦大学

聚酯聚氨酯/SiO_2(TiO_2)纳米复合涂层的制备及表征

近年来,有机-无机纳米复合材料由于成功地结合了两者的优点,其独有的结构又赋予材料新的性能,目前无论是在理论研究上还是实际的应用中都已成为材料科学领域的一个新的热点。而溶胶-凝胶法(Sol-Gel)由于反应条件温和,得到的溶胶中无机相分散均匀,其结构(颗粒状、网络状)和表面基团又可以通过反应的条件(如酸碱性、水的含量、温度)随意的调控,广泛应用于涂料、油墨、粘胶剂等领域。但在引入有机相的过程中,存在着有机-无机相间作用力小,相容性差和无机相易团聚等问题。目前常采用引入硅烷偶联剂或带功能性基团的单体(如-COOH,-OH)的方法,通过氢键或化学键合来提高其相容性,但都存在成本和能耗高,有副产物和多余的改性剂难以除去等缺点,影响了其在树脂中的应用,且绝大多数树脂都局限于丙烯酸类或硅氧烷类聚合物。在本文中,我们采用溶胶-凝胶法合成了二氧化硅和二氧化钛溶胶,充分的利用酯化反应的特点(高温,有水生成,单体带有-COOH或-OH基团,体系强酸...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

郑州大学
郑州大学

火焰喷涂尼龙1010及其复合涂层结构与性能

北宋东京城,人口逾百万,是当时世界东方的大都市。其城市布局,既受“象天设都”、勘舆学这些规划思想的影响,又受历史、地理等客观条件的制约,具有多元性与复杂性。北宋东京由外城、内城、皇城与宫城四重城垣组成,将中国古代“内城外廓”的城池结构发展到极致。宋外城周长48里233步,作为拱卫京师的首道屏障,筑有瓮城、马面、战棚等防御设施,是北宋“守内虚外”国策的重要体现。文章对有关宋外城的考古资料予以解说,并探讨了外城门与拐子城的形制等问题。宋内城,周长20里155步,为京师开封的第二道屏障,并对城市内部空间具有分隔与界定的作用。对于宋皇宫,文章一反“宋皇宫一城五里说”、“宋无宫城说”、“宋皇城七里说”、“宋皇宫加延福宫九里说”等观点,认为宋皇宫分为皇宫二城,皇城周长九里十三步,宫城周长五里,前者从东、南、两三面环卫后者。宋皇、宫二城的范围,与古人视“九五”为尊位有关。《周易·乾卦》曰:“九五,飞龙在天,利见大人。”龙是帝王的化身,故“九五...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>