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纳米润滑材料的摩擦学研究

薛茂权; 熊党生; 闫杰 南京理工大学材料科学与工程系; 江苏南京; 210094

摘要:随着纳米材料和纳米摩擦学的发展,近来许多材料工作者注意到了纳米材料的摩擦学性能,并开展了一些积极的研究工作.综述了纳米颗粒作为增强材料、润滑油添加剂以及超薄纳米膜的摩擦学性能,并对纳米润滑材料今后的发展提出了一些建议.

  • 医用钛合金的激光表面改性

    作者:崔振铎; 马垚; 朱胜利; 杨贤金 期刊:《机械工程材料》 2004年第03期

    钛及钛合金具有良好的耐蚀性、比强度、疲劳抗力及生物相容性,广泛应用于矫形外科和牙科植入体中.然而其表面硬度低、耐磨性差、生物惰性等是作为医用植入材料不容忽视的问题.通过激光表面改性处理,如激光表面合金化(LSA)、脉冲激光沉积(PLD)及激光表面熔敷陶瓷涂层等可以显著改善钛及钛合金的表面性能.在对此进行综述的同时,对其发展方向进行了探讨.

  • 电触头材料的研究进展与应用

    作者:钱宝光; 耿浩然; 郭忠全; 杨勤达; 陶珍东 期刊:《机械工程材料》 2004年第03期

    综述了一些常用触头材料的组成、特点、应用及研究进展,介绍了电触头材料的先进制备工艺,并展望了今后电触头材料的发展趋势.

  • X80管线钢氢致断裂断口分析

    作者:张涛; 李著信; 苏毅; 陈居术; 林梅 期刊:《机械工程材料》 2004年第03期

    用光学显微镜和扫描电镜观察了不同充氢电流下恒载荷拉伸试样、慢应变速率拉伸试样的显微组织和断口形貌.结果表明:随氢浓度增加、应力减小或应变速率降低,试样断口逐渐从韧性断口向脆性断口过渡;氢致开裂微裂纹通常在杂质处形成并呈不连续扩展,形成穿晶断裂.

  • 复合材料层压板低能量冲击后剩余抗压强度的工程估算

    作者:童谷生; 孙良新; 刘英卫; 龙国荣 期刊:《机械工程材料》 2004年第03期

    为了确定复合材料层压板在受冲击后是否需要修补,提出了一种适合工程应用的复合材料受低能量冲击后剩余抗压强度的估算方法,将Nuismer-Whitney针对带孔板剩余抗压强度的平均应力准则以及特征长度的概念应用到受冲击损伤结构,对已有多种材料体系的层压板受冲击后的抗压强度的试验与分析值进行比较,结果吻合得较好,并且可以作为剩余强度的下限.这里的特征长度比用开孔板压缩所得到的特征长度参数大,是一种推广的特征长度.

  • 机械合金化制备TiB2粉末的机理研究

    作者:赵昆渝; 严丙勇; 李智东; 李莉; 朱心昆; 段云彪; 刘国玺; 马秋花; 葛伟萍 期刊:《机械工程材料》 2004年第03期

    以TiO2、B2O3、Mg为原料, 用机械合金化方法制备TiB2 + MgO粉末.对所得粉末的结构、粒度及反应机理等进行了分析研究.结果表明:机械合金化制备TiB2和MgO混合粉末的反应机理为机械诱发自蔓延反应;球磨2h得到的混合粉末的平均粒径可达到4μm.

  • LD10合金高温力学性能及断裂特性分析

    作者:刘俊; 黄振翅; 衡雪梅 期刊:《机械工程材料》 2004年第03期

    用高温短时拉伸试验分析了LD10合金的高温力学性能,同时还利用扫描电镜分析了每个温度拉伸试样断口的显微组织和断口形貌.结果表明:LD10的高温强度在470℃前遵循常规的温度强度关系,即温度升高,强度降低;塑性指标在470℃之前随着温度的升高而增大,但在500℃左右材料的塑性大幅度下降.各温度点的显微组织表现瘟相基体中分布着较多椭圆形相和多角块状相,不同温度点这些相的形状、大小和数量不同.断口的宏观特征表现为韧性断裂和脆性断裂特征共存的现象.

  • 氧化对CVD自支撑金刚石膜力学性能的影响

    作者:刘敬明; 唐伟忠; 吕反修 期刊:《机械工程材料》 2004年第03期

    研究了CVD金刚石膜氧化行为与断裂强度的关系.试验结果表明:CVD金刚石膜随着高温氧化时间延长,其断裂强度不断下降;同样,随氧化温度的增高,断裂强度急剧降低.但在780℃氧化20min以内,或在810℃氧化10min以内,对金刚石膜的强度没有明显的影响.晶界的优先氧化所造成材料连续性的降低是高温下导致金刚石膜强度降低的主要原因.

  • 低频脉冲磁场致非晶合金Fe78Si9B13纳米晶化及机制

    作者:郭红; 晁月盛 期刊:《机械工程材料》 2004年第03期

    用TEM和穆斯堡尔技术研究了非晶Fe78Si9B13合金磁致晶化结构及晶化与脉冲磁场参数的关系,并粗略研究了非晶合金纳米晶化机制.结果表明:脉冲磁场作用产生的磁致伸缩能降低了非晶合金的形核势垒,使非晶合金得以纳米晶化.因为量子尺寸效应,试样电阻显现复杂性.

  • 纳米润滑材料的摩擦学研究

    作者:薛茂权; 熊党生; 闫杰 期刊:《机械工程材料》 2004年第03期

    随着纳米材料和纳米摩擦学的发展,近来许多材料工作者注意到了纳米材料的摩擦学性能,并开展了一些积极的研究工作.综述了纳米颗粒作为增强材料、润滑油添加剂以及超薄纳米膜的摩擦学性能,并对纳米润滑材料今后的发展提出了一些建议.

  • 服役炉管微观组织损伤与焊接性的关系

    作者:张礼敬; 涂善东; 戴敏丰 期刊:《机械工程材料》 2004年第03期

    研究了乙烯裂解炉服役炉管材料内部的组织损伤程度与焊接性的关系.结合寿命消耗,将组织损伤程度分为8级.发现炉管损伤在4.5级及以上时,炉管焊接修复困难,而在此损伤级别以下,炉管一般均能较好地修复.

  • 电子束精炼Inconel718合金的高温氧化行为

    作者:魏鑫; 赵龙海; 谭毅; 游小刚; 石爽; 尤启凡 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    对真空感应熔炼的Inconel718合金进行了电子束精炼,在900,1 000℃空气中对电子束精炼前后的合金进行了恒温氧化试验,对比分析了其高温氧化行为。结果表明:电子束精炼后,合金在900℃氧化120h后的平均氧化速率为0.366 20g·m^-2·h^-1,低于精炼前的,氧化激活能为280.90kJ·mol^-1,高于精炼前的;900℃和1 000℃氧化120h后,电子束精炼合金氧化膜的外层由Cr2O3和TiO2组成,中间层主要含有Cr2O3以及少量的TiO2和NiCr2O4尖晶石,内层主要含有Al2O3;电子束精炼合金中微量杂质元素的含量较低且均匀分布,晶粒尺寸较大,合金的抗氧化性能较好。

  • 等离子体源渗氮奥氏体不锈钢的摩擦磨损行为

    作者:李广宇; 曾心睿; 王楠; 谷雪忠; 方子奇 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    采用等离子体源渗氮技术对AISI 316奥氏体不锈钢进行450℃×6h改性处理,通过干摩擦磨损试验对比研究了该不锈钢基体和表面改性层在不同载荷下与Si3N4陶瓷球摩擦副对磨时的摩擦磨损行为,观察了磨损形貌,并对其磨损机制进行了分析。结果表明:等离子体源渗氮后,试验钢表面形成了厚度约17μm的单一面心立方结构的高氮γN相改性层,改性层中氮元素的原子分数为15%-20%,最大显微硬度约1 510HV0.01;与基体相比,在相同载荷下γN相改性层具有相当或更低的摩擦因数,且比磨损率均降低一个数量级以上,耐磨性能显著提高;基体的磨损机制主要为黏着磨损,而γN相改性层在较低载荷(2-4N)下的磨损机制主要为氧化磨损,在较高载荷(6-8N)下的主要为磨粒磨损。

  • X70管线钢表面镍基合金堆焊层/母材界面的显微组织及氢致开裂行为

    作者:于俊峰; 杨光; 王晶; 邢云颖; 王修云 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    采用手工非熔化极惰性气体钨极保护焊将ERNiCrMo-3镍基合金焊丝堆焊于X70管线钢表面,分析了堆焊层/母材界面处的显微组织、元素分布和硬度分布,并采用电解充氢方法研究了氢致裂纹萌生位置和扩展方式。结果表明:X70管线钢表面镍基合金堆焊层/母材界面热影响区中细晶区的组织为细小铁素体和少量珠光体,靠近熔合线粗晶区的组织为粗大的铁素体,熔合区的组织为马氏体,堆焊层的组织为树枝状奥氏体;堆焊层冲击断口呈韧性断裂特征,母材断口呈解理或准解理脆性断裂特征,熔合区断口呈由浅韧窝+准解理组成的具有变形特征的混合过渡特征;堆焊层和熔合区的硬度均高于母材的;堆焊层表面氢致裂纹萌生于Al2O3和单质硅夹杂物处,扩展方式为沿晶和穿晶扩展。

  • 新型无铅Na0.5Y0.5TiO3铁电薄膜的制备及性能

    作者:刘修锋; 葛洋洋; 葛大勇; 李佳慧; 郭聪; 代秀红; 刘保亭 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    采用射频磁控溅射法在[001]取向的掺铌钛酸锶(Nb:STO)单晶衬底上制备Na0.5Y0.5TiO3(NYT)铁电薄膜,研究了该铁电薄膜的物相组成、显微结构、铁电性能、电输运性能。结果表明:NYT薄膜具有[001]取向的外延结构,其表面平整,界面清晰,结晶质量良好;NYT薄膜具有铁电性能,其剩余极化强度为0.3μC·cm^-2,矫顽场为178kV·cm^-1;NYT薄膜/电极界面存在肖特基势垒,反偏状态的肖特基结能够显著降低NYT薄膜的漏电流密度,提高其耐压强度,肖特基结处于正偏状态时的电流传导符合陷阱态控制的空间电荷限制电流机制。

  • 有序介孔氧化铜的制备及表征

    作者:汤慧利; 任瑜 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    以介孔二氧化硅KIT-6为模板,采用硝酸盐燃烧法制备介孔氧化铜,并用X射线衍射仪、透射电子显微镜、比表面积和孔隙度分析仪等对该介孔氧化铜进行了表征。结果表明:制备的介孔氧化铜具有高度有序的介孔结构和纳米尺度的晶体结构,呈在3.7,10nm双孔径集中分布的特征;随着烧结温度从300℃上升到700℃,介孔氧化铜的介孔结构收缩,晶粒尺寸增大,比表面积下降;介孔氧化铜具有稳定的电化学性能和小分子气体吸附性能,其在电流密度100mA·g^-1下经50次充放电循环后仍具有600 mAh·g^-1以上的放电容量,对NO、CO的吸附容量分别达到1.2,0.75mmol·g^-1。

  • 深冷处理对GCr15轴承钢组织及力学性能的影响

    作者:陈叶青; 吴益文; 秦子威; 周潇; 汪宏斌 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    对GCr15轴承钢分别进行淬火+回火,淬火+回火+深冷,淬火+深冷+淬火,淬火+回火+深冷+回火处理,研究了深冷处理对GCr15轴承钢显微组织、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:与常规淬火+回火工艺相比,增加深冷处理工序后试样中残余奥氏体含量明显降低,硬度增大,耐磨性提高;淬火+深冷+回火处理试样的残余奥氏体含量最低,硬度最高,耐磨性最好,其磨损量比淬火+回火处理试样的减少了6%;深冷处理提高了GCr15轴承钢的抗疲劳磨损和磨粒磨损的能力。

  • 超声加工对球墨铸铁表面粗糙度的影响及其机理

    作者:韩爽; 段海涛; 杨学军; 顾卡丽 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    对球墨铸铁表面进行超声加工处理,通过白光共焦三维显微镜、扫描电子显微镜、光学显微镜和维氏硬度计等研究了加工区和未加工区的三维形貌、表面粗糙度、显微组织等。结果表明:超声加工对试样的尺寸影响很小,可实现连续抛光;加工区与未加工区的交界处有高约30μm的蝶形凸起;超声加工能显著降低试样的表面粗糙度,轮廓算术平均偏差由加工前的1.465μm减小到0.948μm,降低了35.29%;超声加工后,试样表层晶粒明显细化,表面硬度提高,超声加工对试样硬度的影响深度为0.6mm左右。

  • 核电厂高压缸抽汽管线疏水管道焊缝泄漏原因

    作者:刘蛟; 郑会; 樊钊 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    某核电厂高压缸抽汽管线疏水管道气动调节阀后的弯头焊缝发生泄漏,通过宏观形貌和显微组织观察、断口形貌分析、振动与应变测试等方法对焊缝进行了失效分析。结果表明:气动调节阀的间歇性开启与关闭使焊缝产生较大的交变应力,应力超过焊缝的疲劳强度,导致疲劳开裂,焊缝中的残余拉应力促进了裂纹扩展;在气动调节阀回路上外加一条疏水管道旁路,将间歇性疏水改为连续疏水,可有效避免此类失效的发生。

  • 钢轨轨头纵横裂型核伤的形成原因

    作者:胡杰 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    利用扫描电子显微镜、光学显微镜、直读光谱仪、拉伸试验机等对某伤损钢轨轨头的断口形貌、显微组织、化学成分、拉伸性能等进行了测试,探讨了纵横裂型核伤的形成原因并提出了解决措施。结果表明:在循环工作应力的作用下,在钢轨轨头轮轨接触应力分布区内沿轧制方向分布的粗大夹杂物处形成条状裂纹源且裂纹发生疲劳扩展,最终形成纵横裂型核伤;提高钢轨钢的纯净度、加强钢轨钢冶金质量的控制和检验、减少和细化钢中非金属夹杂物的数量和尺寸是防止纵横裂型核伤形成的主要措施。

机械工程材料

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