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载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能影响研究

兵工学报 2012年第3期33卷 329-333页

作者：葛培林张海军刘小萍鲍明东于磊孙海林太原理工大学表面工程研究所山西太原030024 宁波工程学院材料工程研究所浙江宁波315016 浙江汇锦梯尔镀层科技有限公司浙江临安311305

用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比... 详细信息

用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现:随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势.对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜(SEM)观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。

关键词：材料表面与界面磁控溅射碳膜抗磨减摩

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干摩擦磨损过程中表面粗糙度的定量描述

材料研究学报 2011年第5期25卷 483-488页

作者：刘洪涛靳晶曹守范葛世荣中国矿业大学材料科学与工程学院徐州221116

基于金属磨损试验以及得出的摩擦系数和磨损形貌的变化规律,用轮廓算术平均偏差R_a、均方差σ、统计分布参数、偏态系数R_(sk)和峰态系数R_(ku)等可用于分析摩擦副磨损表面特性的典型表面粗糙度表征参数,定量分析了磨损过程中表面粗糙... 详细信息

基于金属磨损试验以及得出的摩擦系数和磨损形貌的变化规律,用轮廓算术平均偏差R_a、均方差σ、统计分布参数、偏态系数R_(sk)和峰态系数R_(ku)等可用于分析摩擦副磨损表面特性的典型表面粗糙度表征参数,定量分析了磨损过程中表面粗糙度的变化规律。结果表明,磨损稳定后,R_a和σ逐渐降低,磨损表面凸峰是钝峰,轮廓高度分布越来越符合正态分布且数据分布越来越集中。

关键词：材料表面与界面磨损表面粗糙度表征参数分布机理

(Ti,Al,Zr)N多元氮梯度硬质反应膜的组织结构和性能

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材料研究学报 2011年第1期25卷 89-94页

作者：吕会敏张钧沈阳大学机械工程学院沈阳110044 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室大连116024

采用多弧离子镀技术和Ti-Al合金靶及Zr单质靶的组合,在高速钢基体上制备了(Ti,Al,Zr)N多元N梯度硬质反应膜。分别用扫描电镜、X射线衍射仪观察测定(Ti,Al,Zr)N梯度膜膜层的表面、断面形貌、成分以及相结构,研究了(Ti,Al,Zr)N多元氮梯度... 详细信息

采用多弧离子镀技术和Ti-Al合金靶及Zr单质靶的组合,在高速钢基体上制备了(Ti,Al,Zr)N多元N梯度硬质反应膜。分别用扫描电镜、X射线衍射仪观察测定(Ti,Al,Zr)N梯度膜膜层的表面、断面形貌、成分以及相结构,研究了(Ti,Al,Zr)N多元氮梯度硬质反应膜的组织结构和性能。结果表明,与TiN、(Ti,Al)N、(Ti,Zr)N及(Ti,Al,Zr)N等单层硬质膜相比,采用Ti-Al合金靶及单质Zr靶组合方式制备的(Ti,Al,Zr)N多元氮梯度硬质反应膜具有较高的硬度和膜/基附着力,硬度最高可达HV6000,膜/基附着力大于180 N。同时,膜层还具有良好的抗热震性能。

关键词：材料表面与界面 (Ti Al Zr)N膜多弧离子镀显微硬度热震

脉冲偏压幅值对TiN/TiAlN多层薄膜微观结构和性能的影响

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材料研究学报 2011年第6期25卷 630-636页

作者：魏永强田修波巩春志杨士勤哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室哈尔滨150001 郑州航空工业管理学院机电工程学院郑州450015

采用电弧离子镀的方法,通过改变脉冲偏压幅值在M2高速钢表面制备了TiN/TiAlN多层薄膜,研究了脉冲电压幅值TiN/TiAlN多层薄膜微观结构和性能的变化。随着脉冲偏压幅值的增加,薄膜表面的大颗粒数目明显减少。EDX结果表明,脉冲偏压幅值的... 详细信息

采用电弧离子镀的方法,通过改变脉冲偏压幅值在M2高速钢表面制备了TiN/TiAlN多层薄膜,研究了脉冲电压幅值TiN/TiAlN多层薄膜微观结构和性能的变化。随着脉冲偏压幅值的增加,薄膜表面的大颗粒数目明显减少。EDX结果表明,脉冲偏压幅值的增加还引起Al/Ti原子比的降低。TiN/TiAlN多层薄膜主要以(111)晶面为择优取向生长,随着脉冲偏压幅值的增加,峰值强度逐渐增强,晶粒尺寸在8 nm～14 nm。制备的TiN/TiAlN多层薄膜的硬度都超过36 GPa,是M2高速钢基体硬度的3.9倍以上,膜基结合力均达到60 N以上。摩擦磨损测试结果表明,TiN/TiAlN多层薄膜具有良好的抗磨损性能。

关键词：材料表面与界面 TiN/TiAlN多层薄膜电弧离子镀硬度微观结构摩擦性能

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PECVD法制备类金刚石薄膜的摩擦学性能

材料研究学报 2011年第1期25卷 73-78页

作者：王庆良孙彦敏张磊中国矿业大学材料科学与工程学院徐州221116

采用射频等离子体增强化学气相沉积法(rf-PECVD),在45钢表面沉积了类金刚石(DLC)薄膜,借助激光拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM),分析了DLC膜的键结构、表面形貌和结构特征,用原位纳... 详细信息

采用射频等离子体增强化学气相沉积法(rf-PECVD),在45钢表面沉积了类金刚石(DLC)薄膜,借助激光拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM),分析了DLC膜的键结构、表面形貌和结构特征,用原位纳米力学测试系统测定了薄膜的硬度。以GCr15钢为摩擦副材料,用UMT-Ⅱ摩擦磨损实验机考察了不同载荷和滑行速度条件下DLC膜的摩擦磨损性能,并分析了磨损机理。结果表明,在45钢表面沉积的薄膜具有典型的类金刚石薄膜的结构特征,薄膜表面由致密的纳米级颗粒组成,具有较高的硬度。在各种摩擦磨损实验条件下DLC薄膜表现出良好的抗磨损性能,摩擦系数均明显比45钢的低,尤其在高速低载下摩擦系数低至0.008。

关键词：材料表面与界面等离子增强化学气相沉积类金刚石膜 XPS 摩擦磨损

聚乙烯吡咯烷酮对PbO_2电极微结构和性能的影响

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材料研究学报 2011年第2期25卷 199-204页

作者：杨卫华付芳杨武涛华侨大学材料科学与工程学院厦门361021

采用电沉积法制备不同浓度聚乙烯吡咯烷酮(PVP)改性PbO_2电极,通过SEM、XRD、电化学阻抗谱(EIS)和线性极化(VA)等方法表征其微结构和电化学性能,研究了PVP对电极电化学性能的影响。结果表明,PVP的包覆和空间位阻作用可抑制晶粒生长速度... 详细信息

采用电沉积法制备不同浓度聚乙烯吡咯烷酮(PVP)改性PbO_2电极,通过SEM、XRD、电化学阻抗谱(EIS)和线性极化(VA)等方法表征其微结构和电化学性能,研究了PVP对电极电化学性能的影响。结果表明,PVP的包覆和空间位阻作用可抑制晶粒生长速度和团聚作用,使电极表面晶粒细化均匀,微结构得以改善;改性PbO_2电极具有更低的电化学反应电阻和更高的析氧电位;适量的PVP掺杂可有效提高电极的电催化性能,其中0.4g·L^(-1)PVP改性电极的电催化活性最佳。最佳改性PbO_2电极显示了良好的耐腐蚀性和电催化稳定性,使用90h后其降解率仍能达到81.5%。

关键词：材料表面与界面改性二氧化铅电极聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 电化学性能

聚合物/疏水性SiO_2超疏水复合涂层的制备及表征

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材料研究学报 2013年第4期27卷 439-443页

作者：郭永刚耿铁吴海宏邓鹏辉河南工业大学机电工程学院郑州450007

使用低密度聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和疏水性SiO2为原料,通过简单的共混涂膜方法在玻璃基底上制得了具有超疏水性能的聚乙烯/疏水性SiO2和聚甲基丙烯酸甲酯/疏水性SiO2复合涂层;用接触角测量仪、扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱仪等... 详细信息

使用低密度聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和疏水性SiO2为原料,通过简单的共混涂膜方法在玻璃基底上制得了具有超疏水性能的聚乙烯/疏水性SiO2和聚甲基丙烯酸甲酯/疏水性SiO2复合涂层;用接触角测量仪、扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱仪等分析手段对涂层的润湿性能、微观结构以及表面化学成分等进行了表征。结果表明,所制备的两种聚合物/疏水性SiO2复合涂层的静态水接触角都超过150°,滚动角低至3.0°。聚合物和疏水性SiO2共混涂膜后形成了类似于荷叶的微纳米二元结构,是其表面具有优异超疏水性能的主要原因。

关键词：材料表面与界面超疏水微纳米二元结构疏水性SiO2 复合涂层

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船体用钢板基底超疏水表面的制备和性能

材料研究学报 2013年第1期27卷 13-17页

作者：连峰谭家政张会臣大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院大连116026

采用激光加工技术构建微米级的表面微结构,将SiO_2纳米粒子均匀分散在低表面能含氟聚合物中形成聚合物基纳米复合材料,并将其涂覆在表面微结构上构建微纳双层仿生结构,获得了超疏水船体钢板表面。用光学显微镜、扫描电镜和x射线光电子... 详细信息

采用激光加工技术构建微米级的表面微结构,将SiO_2纳米粒子均匀分散在低表面能含氟聚合物中形成聚合物基纳米复合材料,并将其涂覆在表面微结构上构建微纳双层仿生结构,获得了超疏水船体钢板表面。用光学显微镜、扫描电镜和x射线光电子能谱等手段表征其形貌和表面元素,用接触角测量仪测量了表面接触角。结果表明,与具有单一的微米或纳米结构的表面相比较,具有微纳双层结构的表面可以获得更大的接触角。接触角与纳米SiO_2浓度有关,浓度越高,接触角越大。当SiO_2的浓度为0.167mol/L,接触角可达168 2°。单一微米结构和纳米结构的表面符合Wenzel模型,即使将表面竖直放置,液滴仍不会滚落。微纳双层结构的表面符合Cassie模型,具有大的接触角和小的滚动角,且滚动角随SiO_2浓度的增大而减小。当SiO_2的浓度为0.167mol/L,滚动角仅为0.

关键词：材料表面与界面超疏水微纳结构接触角钢板

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MB8镁合金超疏水表面的制备和润湿性

材料研究学报 2012年第3期26卷 240-246页

作者：李杰张会臣大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院大连116026

通过激光加工在MB8镁合金表面构造具有规则结构的纹理,再制备1H,1H,2H,2H-全氟葵烷基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜,从而构建了MB8镁合金超疏水表面。用扫描电子显微镜和接触角测量仪观察和测量试样表面的形貌和润湿性。结果表明,激光加... 详细信息

通过激光加工在MB8镁合金表面构造具有规则结构的纹理,再制备1H,1H,2H,2H-全氟葵烷基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜,从而构建了MB8镁合金超疏水表面。用扫描电子显微镜和接触角测量仪观察和测量试样表面的形貌和润湿性。结果表明,激光加工在试样表面构造的粗糙结构和低表面能物质FDTS自组装分子膜使该试样具有超疏水性;经激光加工和沉积自组装分子膜后,MB8镁合金试样表面对水的接触角显著增大(达到150°以上)。将MB8镁合金超疏水表面加工成漂浮平台,承载能力的测试结果表明,超疏水平台的漂浮承载能力明显比非超疏水性平台的大,平台的承载能力与接触角的数值成正比。理论计算结果和"气垫"的存在表明,该超疏水表面符合Cassie-Baxter。状态模型,对接触角理论值与测量值的分析表明分级粗糙结构对超疏水表面构建有重要作用。

关键词：材料表面与界面镁合金超疏水自组装分子膜接触角