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两性离子-阴离子双交联P(AAm-co-AAc-co-SBMA-co-AMPS)/Fe^(3+)水凝胶的摩擦学性能研究

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材料工程 2024年第4期52卷 183-191页

作者：李子恒王斌斌尤德强李卫王小健暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广州510632 暨南大学韶关研究院广东韶关512029

水凝胶是一种理想的软骨修复材料,但目前很难有人工材料能实现软骨的超低摩擦因数。使用两性离子单体[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺丙基)(SBMA)和阴离子单体2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成一种两性离子-阴离子双交联P(AAm... 详细信息

水凝胶是一种理想的软骨修复材料,但目前很难有人工材料能实现软骨的超低摩擦因数。使用两性离子单体[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺丙基)(SBMA)和阴离子单体2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成一种两性离子-阴离子双交联P(AAm-co-AAc-co-SBMA-co-AMPS)/Fe^(3+)水凝胶。在水和PBS中进行摩擦学测试,以评估两性离子和阴离子基团对摩擦因数(CoF)的影响。结果表明:SBMA和AMPS引入的物理交联点可以提高水凝胶的抗压强度,在水中实现了较低CoF(0.04);此外,在PBS中观察到CoF进一步降低至0.015,CoF的降低是由于水凝胶在PBS中浸泡产生的高度水合上层所造成的。

关键词：水凝胶润滑承重摩擦软骨修复

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T6处理对选区激光熔化AlSi10Mg微观组织和磨损性能的影响

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摩擦学学报 2024年

作者：曾佳李杰王启伟杨俊杰张鹏李卫暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院暨南大学韶关研究院

选区激光熔化（SLM）技术是制造业发展的重要方向，AlSi10Mg是SLM领域应用最广泛的铝合金材料。T6（固溶+时效）热处理可以有效提高材料服役性能，但T6热处理对SLM-AlSi10Mg磨损行为的影响机制仍不清楚。本研究中对比分析了6、9、12以及... 详细信息

选区激光熔化（SLM）技术是制造业发展的重要方向，AlSi10Mg是SLM领域应用最广泛的铝合金材料。T6（固溶+时效）热处理可以有效提高材料服役性能，但T6热处理对SLM-AlSi10Mg磨损行为的影响机制仍不清楚。本研究中对比分析了6、9、12以及15 N载荷下去应力态（SR）和SR+T6态SLM-AlSi10Mg的干滑动摩擦磨损行为。研究表明：T6处理对AlSi相微观结构的影响最大，AlSi相的体积分数和平均尺寸由SR态的11.4%和1.28±0.02 μm分别增加至SR+T6态的15.5%和2.13±0.06 μm，但密度由SR态的0.084个/μm2减小至SR+T6态0.040个/μm2；弥散强化及固溶强化效应的削弱使得硬度由SR态的104.5HV降低至SR+T6态的86.6HV；不同载荷下SR+T6态的耐磨性能较SR态均显著提升，但存在不同作用机理，由于载荷的增加加剧了磨痕亚表面疲劳裂纹的萌生及扩展，主要磨损机制由低载荷（6N）下的显微切削转变为高载荷（9、12和15N）下的疲劳剥落，低载荷（6N）下，AlSi相尺寸的增加使SR+T6态的耐磨损性能较SR态提升了约40%，高载荷（9、12和15N）下，弥散分布的AlSi相加速了由纳米晶粒构成的摩擦转变组织（Tribology transformation structure， TTS）层的形成，进而加剧疲劳裂纹的形成；AlSi相密度的降低使SR+T6态的耐磨损性能较SR态提升了约30%～35%。

关键词：选区激光熔化热处理 AlSi析出相疲劳裂纹耐磨损性能

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高速钢耐磨材料研究进展

材料导报 2024年第10期38卷 157-174页

作者：陈鹏李卫易艳良暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广州510632 暨南大学高性能金属耐磨材料技术国家地方联合工程研究中心广州510632 暨南大学韶关研究院广东韶关521000

本文介绍了国内外高速钢耐磨材料研究进展,主要综述了高速钢耐磨材料的发展简史、合金成分、制备工艺、热处理工艺、计算科学、力学性能及工程应用,系统总结了高速钢耐磨材料的研究特点,从合金成分、微观组织及力学性能方面加以阐述。... 详细信息

本文介绍了国内外高速钢耐磨材料研究进展,主要综述了高速钢耐磨材料的发展简史、合金成分、制备工艺、热处理工艺、计算科学、力学性能及工程应用,系统总结了高速钢耐磨材料的研究特点,从合金成分、微观组织及力学性能方面加以阐述。秉持成分是基础、组织是关键、工艺是手段和性能是目的的观点,为高速钢耐磨材料的研究及开发提供实质性价值。此外,计算科学的应用范围不断扩大,金属耐磨材料研究将趋于多样化,是一种不可或缺的研究性手段。最后,根据高速钢耐磨材料研究技术所要面临的问题和挑战,展望了五个研究方向,以促进高速钢耐磨材料产业技术创新发展。

关键词：高速钢耐磨材料力学性能

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生物医用增材制造多孔钽的研究进展

中国有色金属学报 2024年第4期34卷 1355-1375页

作者：林惠娴汪强兵张莹郭柏松刘世锋杨鑫广州赛隆增材制造有限责任公司广州510700 暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广州510655 浙大城市学院先进材料增材制造创新研究中心杭州310015

随着钽金属制备技术的发展,多孔钽植入物在骨科等生物医疗领域得到了更广泛的应用。多孔钽是一种内部孔隙连通的生物医用材料,可为细胞和组织的向内生长、血管化和新骨形成提供绝佳的基体。采用增材制造技术可精确定制多孔钽的宏观外形... 详细信息

随着钽金属制备技术的发展,多孔钽植入物在骨科等生物医疗领域得到了更广泛的应用。多孔钽是一种内部孔隙连通的生物医用材料,可为细胞和组织的向内生长、血管化和新骨形成提供绝佳的基体。采用增材制造技术可精确定制多孔钽的宏观外形和内部孔隙特征,满足精准医疗的发展需求。本文综述了生物医用增材制造多孔钽在原材料、制备技术、力学行为与体内外评价和临床应用等方面的相关进展,并基于当前的技术趋势提出了增材制造多孔钽的未来发展方向。

关键词：增材制造多孔钽骨科植入物临床应用

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铁配合型镁合金缓蚀剂的阴极阻蚀机制

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第5期34卷 1496-1506页

作者：杨俊杰王霖倩 Carsten BLAWERT Sviatlana VLAMAKA Christian FEILER Mikhail LZHELUDKEVICH 李卫暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广州510632 暨南大学韶关研究院韶关512027 Institute of Surface Science Helmholtz-Zentrum Hereon(Hereon)21502 GeesthachtGermany Faculty of Engineering University of KielKaiserstraße 224143 KielGermany

研究阴极缓蚀剂(3-甲基水杨酸盐,3-MeSA)对含铁纯镁腐蚀性能的影响。高铁杂质颗粒成分、腐蚀表面形貌以及3-MeSA分子结构特征为揭示含铁镁合金的腐蚀行为及3-MeSA的阴极型阻蚀机理提供了实验与理论依据。研究结果表明:含铁杂质颗粒中含... 详细信息

研究阴极缓蚀剂(3-甲基水杨酸盐,3-MeSA)对含铁纯镁腐蚀性能的影响。高铁杂质颗粒成分、腐蚀表面形貌以及3-MeSA分子结构特征为揭示含铁镁合金的腐蚀行为及3-MeSA的阴极型阻蚀机理提供了实验与理论依据。研究结果表明:含铁杂质颗粒中含有固溶态硅,而Fe/Si比可能是导致不同局部腐蚀形态差异的主要原因。虽然3-MeSA能在镁基体上形成吸附层,但其阻蚀机制主要归因于其螯合从富铁颗粒中自腐蚀释放Fe^(2+)/Fe^(3+)的能力,阻止被还原的铁物质再次沉积至腐蚀金属表面。

关键词：镁富铁杂质铁配合剂阴极型缓蚀剂量子化学计算

NaF对WE43镁合金在NaCl溶液中缓蚀机制(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：杨云天周钰昕卢小鹏马吉睿杨俊杰王福会东北大学沈阳材料科学国家研究中心暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院暨南大学韶关研究院

采用SEM、TEM、EPMA、XRD、XPS和电化学测试等测试方法，系统研究了NaF对WE43镁合金在3.5 wt.% NaCl溶液中微观形貌、成分和腐蚀性能的影响。结果表明，NaF是一种有效的WE43镁合金缓蚀剂。在中性pH的NaCl溶液中，当NaF浓度为40 mmol/L... 详细信息

采用SEM、TEM、EPMA、XRD、XPS和电化学测试等测试方法，系统研究了NaF对WE43镁合金在3.5 wt.% NaCl溶液中微观形貌、成分和腐蚀性能的影响。结果表明，NaF是一种有效的WE43镁合金缓蚀剂。在中性pH的NaCl溶液中，当NaF浓度为40 mmol/L时，抑制效率最高，为92.6%。缓蚀剂与溶解的Mg2+发生反应，形成并沉积双层致密且具有保护性的腐蚀产物，抑制了WE43合金的溶解。用FIB和TEM分析了该双层腐蚀膜层的微观结构和组成。腐蚀膜外层主要由NaMgF3、MgF2和MgO组成，内层主要由MgO和MgF2组成。

关键词：镁合金缓蚀剂腐蚀腐蚀膜层缓蚀机制

润滑油添加剂羟基硅酸镁/二硫化钼含量对镀铬钢球-灰铸铁摩擦副摩擦学行为的影响

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电镀与涂饰 2024年第2期43卷 62-68页

作者：金洋张鹏曾大海王启伟涂小慧陈德馨暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广东省耐蚀材料与抗磨蚀工程技术研究中心广东广州510632

[目的]内燃机活塞环服役环境恶劣,需要良好的润滑条件来改善其磨损情况。[方法]在2Cr13钢球上电镀硬铬,分析了硬铬镀层的微观形貌、显微硬度和厚度。以镀铬钢球和灰铸铁作为摩擦副进行摩擦磨损试验,以模拟活塞环的服役环境。研究了添加... 详细信息

[目的]内燃机活塞环服役环境恶劣,需要良好的润滑条件来改善其磨损情况。[方法]在2Cr13钢球上电镀硬铬,分析了硬铬镀层的微观形貌、显微硬度和厚度。以镀铬钢球和灰铸铁作为摩擦副进行摩擦磨损试验,以模拟活塞环的服役环境。研究了添加剂羟基硅酸镁/二硫化钼(MSH/MoS_(2))含量不同的润滑油中镀铬层与灰铸铁之间的摩擦学行为。[结果]镀铬层具有微裂纹,显微硬度高达(1013.7±32.4)HV,平均厚度达(84.2±3.6)μm。润滑油中MSH/MoS_(2)纳米颗粒的质量分数为1.0%时,对镀铬钢球-灰铸铁摩擦副的减摩抗磨效果最显著,相较于采用纯润滑油时,镀铬钢球的平均摩擦因数和磨斑直径分别下降了28.2%和24.2%,灰铸铁的磨损率也下降了23.1%。[结论]润滑油中添加适量MSH/MoS_(2)纳米颗粒对镀铬钢球-灰铸铁摩擦副起到很好的减摩抗磨效果。

关键词：活塞环电镀硬铬服役环境羟基硅酸镁二硫化钼润滑油减摩抗磨

蠕化率对重型柴油机用蠕墨铸铁的磨损损伤机制的研究

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热加工工艺 2024年第12期53卷 73-80页

作者：罗智扬郑宝超刘洋赈李林易艳良李卫暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广东广州510632 暨南大学韶关研究院广东韶关512027 济南二机床集团有限公司山东济南250022

采用Rtec-MFT5000型多功能摩擦磨损试验机对几种不同蠕化率的蠕墨铸铁进行了往复滑动摩擦试验,研究了蠕化率对蠕墨铸铁的磨损表面损伤行为和和磨损性能的影响。结果表明,在相同工况条件下,蠕墨铸铁的抗磨损性能随蠕化率的提高呈下降趋势... 详细信息

采用Rtec-MFT5000型多功能摩擦磨损试验机对几种不同蠕化率的蠕墨铸铁进行了往复滑动摩擦试验,研究了蠕化率对蠕墨铸铁的磨损表面损伤行为和和磨损性能的影响。结果表明,在相同工况条件下,蠕墨铸铁的抗磨损性能随蠕化率的提高呈下降趋势,在载荷30 N的情况下,蠕化率61%的试样的磨损体积为0.049 mm^(3),比蠕化率83%、96%的试样耐磨性分别提高了16.9%、22.2%。在相同载荷下,试样的摩擦系数随着蠕化率的提高而降低。随着载荷的增加,蠕墨铸铁的平均摩擦系数呈下降趋势。在低载荷2 N的情况下,蠕墨铸铁的磨损机制主要为显微切削。随着载荷增加到15 N时,磨损机制为显微切削和黏着磨损的混合形式。当载荷增大到30 N时,蠕墨铸铁的磨损机制为显微切削、黏着磨损和疲劳磨损的混合形式。

关键词：蠕化率蠕墨铸铁摩擦磨损减摩抗磨

不同载荷下镀镍石墨-铜基复合材料的载流摩擦性能

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材料热处理学报 2024年第1期45卷 34-41页

作者：高希瑞李恒青刘洋赈上海交通职业技术学院汽车工程学院上海201900 暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广东广州510632

首先采用化学镀的方法在石墨表面镀Ni,随后采用快速热压方法制备10 mass%镀Ni石墨-铜基复合材料。在不同载荷下对复合材料开展了载流摩擦实验,采用扫描电镜观察了复合材料的磨损表面形貌,进而从磨损表面形貌特征分析其损伤机制。结果表... 详细信息

首先采用化学镀的方法在石墨表面镀Ni,随后采用快速热压方法制备10 mass%镀Ni石墨-铜基复合材料。在不同载荷下对复合材料开展了载流摩擦实验,采用扫描电镜观察了复合材料的磨损表面形貌,进而从磨损表面形貌特征分析其损伤机制。结果表明:在石墨表面成功镀覆了致密且均匀的Ni金属层,化学镀镍有效改善了石墨和铜之间的润湿性;镀镍石墨-铜基复合材料的相组成为石墨和铜基体两相,石墨在铜基体中呈弥散分布,未形成连续网状结构;随载荷的增加,复合材料的摩擦系数逐渐降低,磨痕宽度和磨损率逐渐升高,载流效率和载流稳定性逐渐下降;在低载荷下(20和40 N),复合材料的损伤机制以显微切削为主;随着载荷的增加(60和80 N),电侵蚀加剧,成为主要的损伤机制。

关键词：镀Ni石墨-铜基复合材料载流摩擦损伤机制化学镀