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树脂基纳米涂层复合材料力学性能试验研究

西南交通大学学报 2005年第3期40卷 347-350页

作者：许荔江晓禹钱林茂西南交通大学应用力学与工程系四川成都610031 西南交通大学机械工程学院四川成都610031

用纳米划痕和纳米压痕试验对Al2O3短纤维增强环氧树脂复合材料基体涂覆纳米Al2O3涂层后的性能进行对比试验分析,研究涂层表面性能与涂层以及涂覆工艺的关系.环氧树脂固化的同时和固化后涂覆的涂层分别称为同时涂层和后期涂层.同时涂层... 详细信息

用纳米划痕和纳米压痕试验对Al2O3短纤维增强环氧树脂复合材料基体涂覆纳米Al2O3涂层后的性能进行对比试验分析,研究涂层表面性能与涂层以及涂覆工艺的关系.环氧树脂固化的同时和固化后涂覆的涂层分别称为同时涂层和后期涂层.同时涂层和后期涂层使涂层的弹性模量从基体的1.0 GPa分别提高到3.3～3.9 MPa和2.1～4.0 GPa;硬度从分别提高到700～1 300MPa和400～600 MPa.

关键词：弹性模量硬度纳米涂层纳米压痕试验纳米划痕试验 Al2O3短纤维环氧树脂复合材料

化学气相沉积碳化硅超光滑抛光机理与表面粗糙度影响因素

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国防科技大学学报 2009年第6期31卷 89-94页

作者：康念辉李圣怡郑子文国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

为实现化学气相沉积碳化硅(CVD SiC)的超光滑抛光,采用纳米划痕试验研究了化学气相沉积碳化硅脆塑转变的临界载荷,根据单颗磨粒受力对其抛光机理进行了分析,并从材料特性、工艺参数以及抛光液pH值三个方面对其表面粗糙度影响因素进行了... 详细信息

为实现化学气相沉积碳化硅(CVD SiC)的超光滑抛光,采用纳米划痕试验研究了化学气相沉积碳化硅脆塑转变的临界载荷,根据单颗磨粒受力对其抛光机理进行了分析,并从材料特性、工艺参数以及抛光液pH值三个方面对其表面粗糙度影响因素进行了系统的试验研究。研究结果表明:化学气相沉积碳化硅的稳定抛光过程是磨粒对碳化硅表面的塑性域划痕过程;CVD SiC的晶粒不均匀与表面高点会降低最终所能达到的表面质量;表面粗糙度在一定范围内随磨粒粒度增加呈近似线性增长,随抛光模硬度的增加而增长;抛光压强对表面粗糙度的影响规律与抛光模的变形行为相关,当抛光模处于弹性或弹塑性变形阶段时,表面粗糙度随抛光压强的增加呈小幅增长,而当抛光模包含塑性变形之后,表面粗糙度基本与抛光压强无关;此外,抛光速度和抛光液pH值对表面粗糙度的影响不大。研究结论为CVD SiC超光滑抛光的工艺参数优化选择提供了定量的试验依据。

关键词：化学气相沉积碳化硅纳米划痕试验抛光机理表面粗糙度

FeCrNi系多主元合金纳米摩擦学行为的分子动力学模拟及试验研究

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FeCrNi系多主元合金纳米摩擦学行为的分子动力学模拟及试验研究

作者：周安中南林业科技大学

学位级别：硕士

多主元合金(Multi principal elements alloy,MPEA)作为一种新兴金属材料被广泛应用于航空航天、核电工程及医疗医学等领域。该类合金打破传统合金应用壁垒,其独特的四大效应赋予合金优异的高温稳定性、低温韧性等性能,在摩擦学、纳米... 详细信息

多主元合金(Multi principal elements alloy,MPEA)作为一种新兴金属材料被广泛应用于航空航天、核电工程及医疗医学等领域。该类合金打破传统合金应用壁垒,其独特的四大效应赋予合金优异的高温稳定性、低温韧性等性能,在摩擦学、纳米器械等领域具有潜在的应用价值。为了实现多主元合金持续设计与应用,通过分子动力学(Molecular dynamic,MD)方法建立合金成分-结构-纳米摩擦学之间的联系,阐明多主元合金的纳米摩擦学行为至关重要。本文采用分子动力学方法研究了单晶和多晶FeCrNi、FeCoCrNi及FeCoCrNiCu多主元合金的纳米摩擦学行为,通过分析合金成分及主元数对多主元合金摩擦力(系数)、粗糙度及磨损原子的影响,揭示了位错与层错的演变、晶界与晶粒变形及应力分布等变形机制。此外,通过真空感应熔炼制备了等摩尔比的FeCrNi、FeCoCrNi及FeCoCrNiCu多主元合金,并分别进行纳米划痕试验,通过扫描电镜、原子力显微镜等设备研究其纳米摩擦学行为,将所得试验结果与模拟结果进行对比分析。本文主要研究成果和创新工作如下:(1)单晶多主元合金内部结构简单,合金元素成为影响其摩擦学行为的关键,且位错与层错演变是单晶合金摩擦变形中最主要的内部变形机制。通过分子动力学方法探索了不同成分的单晶FeCrNi系多主元合金的纳米摩擦学行为,其中FeCrNi合金摩擦系数最低为0.957,伴随着Co、Cu元素逐步添加,FeCoCrNi与FeCoCrNiCu合金摩擦系数逐步上涨为0.961、1.079。此外合金表面摩擦力、粗糙度与磨损原子数量也随元素的添加呈现上升趋势,表明FeCoCrNiCu合金在摩擦过程中发生了更为强烈的塑性变形。随后进一步研究了三种合金在纳米摩擦过程中的位错及层错演变,发现FeCoCrNiCu合金内部扩展位错区较大,且伴有位错塞积群的存在,这是由于Cu元素层错能较低。(2)多晶多主元合金中的晶界及晶粒是影响合金摩擦学行为的关键。本论文基于原子模拟研究了多晶FeCrNi系多主元合金的摩擦学行为,其中FeCoCrNiCu合金摩擦系数最高为0.885。研究发现随着体系主元数的增加,摩擦力(摩擦系数)、表面粗糙度及磨损原子数量随之增加,但整体相对单晶多主元合金有所下降,主要是由于晶界的存在。通过计算发现在纳米摩擦过程中FeCrNi合金中的晶界较为光滑,平均粗糙度较低为0.678?。而FeCoCrNiCu体系中晶界较为粗糙,平均粗糙度为0.693A,较高的晶界粗糙度更容易导致晶界迁移。此外在纳米摩擦过程中所有合金内部都存在晶粒细化现象,这一变化使得晶界面积增加,增强了合金的强度与塑性。(3)通过纳米划痕试验研究了 FeCrNi、FeCoCrNi及FeCoC rNiCu三种多主元合金的纳米摩擦学行为,研究发现随着主元数的增加,摩擦力、摩擦系数及粗糙度等随之增加,且摩擦过程中存在磨屑堆积现象。这些试验结果与分子动力学模拟的结果呈现出相同的变化趋势。

关键词： FeCrNi系多主元合金单晶与多晶分子动力学模拟纳米划痕试验纳米摩擦学行为

AgCuNi/Cu系贵廉金属层状复合材料初期磨损行为研究

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电工材料 2010年第3期 20-24页

作者：王喜李忠华于春杭周生坛江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013

采用纳米划痕试验、SEM微观形貌分析和显微硬度测试方法对AgCuNi/Cu系金属层状复合材料的初期磨损行为进行研究,探讨了材料磨损初期磨屑产生的机理。结果表明,使用AgPd30划头时,AgCu4Ni0.3/Cu材料的初期磨损以塑性变形机制下产生的犁沟... 详细信息

采用纳米划痕试验、SEM微观形貌分析和显微硬度测试方法对AgCuNi/Cu系金属层状复合材料的初期磨损行为进行研究,探讨了材料磨损初期磨屑产生的机理。结果表明,使用AgPd30划头时,AgCu4Ni0.3/Cu材料的初期磨损以塑性变形机制下产生的犁沟为主;AgCu6ZnNi0.3/Cu材料的初期磨损机理以粘着磨损和微观疲劳磨损为主;AgCu3ZnNi0.3/Cu材料的初期磨损则符合多次塑变磨损机理;覆有金基合金的三层复合材料,初期磨损明显减小,耐磨性增大,在本次试验条件下只发生了微弱的粘着磨损。

关键词：贵/廉金属层状复合材料纳米划痕试验初期磨损行为