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氧化物的润滑作用

工作在大气环境中的机械设备,无沦是在润滑还是干摩擦条件下,特别是在高温下,其运动金属摩擦副表面必然会氧化生成氧化物,氧化物将参与摩擦磨损过程,在一定条件下氧化磨损将成为磨损的丰导机制。随着氧化物减摩及耐磨现象研究的不断深入,利用自生氧化膜的减摩行为研制新型高温白润滑合金将成为可能,因而氧化物润滑行为的研究具有重要的理沦与现实意义。本文是这方面研究工作的一个综述。氧化物的减摩现象 早在1907年Archbatt等就指出,在许多被认为是金属表面间的摩擦,实际上并不是纯金属间的摩擦,而是在两表面间存在的化学膜的摩擦,例如氧化物膜和硫化物膜,在一般压力下它们能防止金属与金属的粘着,降低摩擦与磨损[lj。Fink首先证实了氧化物是金属磨屑中的一种新成分田。Rosel、bery等用回火共析碳钢在600N载荷下做滚滑实验时发现,在氢气中的磨损率是空气中磨损率的50倍叫。X射线衍射分析结果表明,在氢气中磨屑是铁,而在空气r卜磨屑山a一Fe:O。...  (本文共4页) 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

钛合金表面等离子电解氧化复合润滑涂层及摩擦学特性

钛合金存在硬度低、滑动摩擦性能差等问题,这在很大程度上限制了其在航空、航天领域的摩擦和磨损部件上的应用。尤其是钛合金是一种热不稳定材料,有效使用温度通常不超过500℃,在高温条件下,其力学性能和摩擦学性能严重下降。本文从硬质陶瓷骨架、表面织构形貌和多组元协同润滑等方面设计适用于钛合金的宽温域减摩耐磨涂层。采用等离子电解氧化(PEO)技术制备硬质耐磨陶瓷骨架,研究并优化电解液配比和工艺参数。采用一步法和多步法工艺制备等离子电解氧化复合润滑涂层,利用石墨或MoS_2纳米颗粒为润滑组元,利用硬质PEO涂层为耐磨骨架。采用激光表面织构化(LST)技术构建规则分布的微孔阵列,研究表面织构与硬质陶瓷骨架复合运用对固体润滑剂的储存和承载效应。在多孔陶瓷骨架表面制备Ag/MoS_2多层润滑涂层,利用多种固体润滑组元的协同润滑作用,以硫化物MoS_2和软金属Ag提供室温到中温段的润滑,以储存Ag的高温扩散及Ag-Mo高温自生润滑氧化物的形成来保证...  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>

陕西科技大学
陕西科技大学

双金属氧化物的可控制备及摩擦学性能研究

随着航空航天等高新技术的发展,对于宽温域润滑材料的需求越来越迫切。但是至今没有发现单一的润滑材料能够实现宽温域内的连续润滑。研究发现在高温环境下Inconel 718合金钢中Ti和Cr元素会发生扩散,与氧反应生成具有润滑性的物质,但是合金钢中这种元素的含量较少。因此,本论文首先对合金钢在高温下的循环氧化进行研究,并对元素扩散机制进行主动控制。接着采用多弧离子镀和磁控溅射技术在Inconel 718高温合金表面分别制备Cr_xTi_yO_z、Zn_xTi_yO_z和Ag_xV_yO_z双金属氧化物薄膜,并对制备的薄膜进行退火处理。系统地对退火处理前后三种不同系列薄膜的结构、力学性能和摩擦学性能相关性进行了研究,以进一步拓展氧化物涂层的工程应用范围,为宽温域自润滑材料提供技术支撑。主要开展的工作如下:(1)将Inconel 718合金钢加热至1000℃保温120min后随炉冷却,分别进行四次循环高温氧化。合金钢中的Ti和Cr元素在高...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

Ni_3Al基自润滑材料摩擦层的形成与作用机理研究

固体自润滑是高温、高载、高真空和强辐射等苛刻条件下实现良好摩擦状态最有效方法之一。摩擦层作为固体自润滑材料在滑动过程中的接触部位,直接决定着自润滑效果与摩擦学性能。但实际摩擦过程中,在摩擦层中同时存在多种复杂过程,如塑性变形、加工硬化、晶粒细化、氧化反应、材料转移、机械混合和相转变等,使得摩擦层长久以来较难得到系统研究与规律性认识。为此,论文以Ni_3Al基自润滑材料(NMCs)为研究对象,对其摩擦层微纳米结构与摩擦学特性进行系统研究。重点研究摩擦层的形成特性和微观结构以及其减摩、耐磨机理,获得Ni_3Al基自润滑材料摩擦层微纳米结构与摩擦学性能关系的系统认识。为研究Ni_3Al基自润滑材料摩擦层的形成与演化机理,选取常用于合金的几种固体润滑剂,包括软金属Ag,层状润滑剂MoS_2、Ti_3Si C_2、多层石墨烯和金属氧化物ZnO,探究多种类别润滑相的添加对摩擦层微观结构的影响。研究表明摩擦层形成对固体自润滑材料表面摩擦学性能...  (本文共156页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
兰州理工大学

粉末冶金法制备Ni-Co-Al系高温合金的摩擦学性能研究

航空航天等高新技术的发展,对于苛刻工况条件下服役的材料提出了越来越高的要求,其中高温条件下,材料的润滑、磨损问题成为高技术装备发展所面临的关键技术难题之一。镍基高温合金是航空领域应用相当成熟的高温合金,但人们对镍基合金的摩擦学性能研究还相对较少。本文采用粉末冶金(高能球磨+真空热压烧结)法制备了不同成分的Ni-Co-Al粉末合金,考察了热压温度对合金力学性能和摩擦学性能的影响:研究了钴和铝含量对合金力学及摩擦学性能的影响机理;并通过对磨痕表面形貌及各元素的化学状态分析,阐明了合金的高温摩擦磨损机理。研究结果表明:采用粉末冶金法制备的Ni-10Co-5Al合金,主要由γ相和γ'相组成,γ'相弥散分布于γ基体中;还有少量的A12O3。随着热压烧结温度的升高,合金的硬度、抗压强度升高,当热压温度达到1200℃时合金的硬度、抗压强度变化较小。随热压温度的升高,合金的高温摩擦学性能有所改善,磨痕表面形成了保护性的氧化物“釉质层”,“釉质层...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

连铸结晶器保护渣相关基础理论的研究及其应用实践

连铸结晶器保护渣是一种以硅酸盐为基的并含有多种熔剂和骨架材料的功能性材料。保护渣在连铸结晶器内发挥着绝热保温、防止钢液氧化、控制传热、润滑铸坯的作用,是促进连铸技术发展、保证连铸工艺顺行及铸坯质量的关键性材料。随着拉速的不断提高、连铸品种的不断扩大、连铸坯质量要求的不断上升,连铸保护渣的各种物理化学性能与连铸工艺顺行及铸坯质量的关系日显突出,成为连铸技术发展的限制因素之一。因而,如何充分发挥连铸保护渣的各种功能和作用,保证不同钢种在不同连铸工艺条件下的顺利生产并得到高质量的铸坯,成为冶金工作者关注的重要问题,需要在不同的实践阶段从理论和实践上解决相关技术难题。本论文在国家计委、国家自然科学基金委、重庆市科委及相关企业的大力支持下,就连铸保护渣理论及技术发展过程中急需解决的重要理论及实际应用问题开展了深入的研究。分别研究了微量组分对保护渣物理化学性能的影响、保护渣结晶行为的协调控制、保护渣传热特性、高碱性高玻璃化连铸保护渣的生成机...  (本文共219页) 本文目录 | 阅读全文>>