水润滑条件下等离子陶瓷涂层磨损机理

借助高温摩擦磨损试验机研究了合金陶瓷涂层cr3c2/nicr/mo的摩擦学性能,采用边界润滑条件,温度范围为50-850℃,以复脂油为润滑剂,添加zndtp添加剂。利用扫描电子显微镜,波谱分析仪和x光光电子能谱仪对磨损后的表面进行观察和分析,结果表明,钼对在不同温度下形成各种润滑物质起重要作用,这些物质在一定程度上保护了摩擦表面。

润滑条件下(Ca,Mg)—Sialon陶瓷摩擦磨损机制的EPMA研制

在干摩擦、水润滑、油润滑3种不同润滑条件下对氧化铝陶瓷进行摩擦磨损试验。利用sem对磨损后的磨痕进行观察并进行显微组织结构分析,探讨不同介质下氧化铝陶瓷的磨损机制。结果表明:氧化铝陶瓷材料干摩擦条件下的磨损机制为大量的脆性剥落和大量的磨粒磨损,在水润滑条件下为较少的脆性剥落和轻微的磨粒磨损,在油润滑条件下为很少的脆性剥落和极微的磨粒磨损;液体润滑剂可使氧化铝陶瓷材料的磨损量大幅度降低,其中油润滑条件的减磨效果最为突出。

采用销-盘式摩擦磨损试验机在水润滑条件下对3y-tzp/(mg,y)-psz陶瓷摩擦副的磨损性能进行了试验研究。结果表明,3y-tzp陶瓷的磨损率随着载荷和滑行速度的增加而增大。在低载低速下3y-tzp陶瓷发生的是微量磨损,其磨损过程相当于抛光;随着载荷与滑动速度的增加,发生的是轻微磨损,相应的磨损机制为塑性变形和微犁削。在高载荷条件下发生了严重磨损,磨损的主要机制是表面断裂。

对氧化铝基陶瓷材料在室温无润滑以及滴油润滑条件下的磨损特性进行了研究,进而对两种状况下材料的磨损机理进行了探讨。

对粗颗粒al2o3陶瓷在无润滑条件下的磨损特性进行了试验研究,绘制了该材料的磨损曲线,磨损速率在初期很低,以后逐渐上升,及至2h以后基本稳定。利用扫描电镜探讨了该材料的磨损机理,认为共磨损以脆性剥落和磨粒磨损为主。

本文以铁基合金粉为预制喷涂粉末,利用钛铁与石墨原位生成法,在q235钢基体材料上通过选择合适的等离子喷涂工艺参数制备fe-cr-tic金属陶瓷涂层,并用激光重熔进行后处理。结果表明:激光重熔处理可以改善等离子喷涂涂层组织不均匀缺陷,提高等离子喷涂涂层的显微硬度和耐磨性。当石墨和钛粉加入到喷涂粉末中时,在喷涂层中形成两种碳化钛(ticandti8c5)。

在ｍ－２００环－块磨损试验机上研究了蒸馏水润滑条件下ｓｉ３ｎ４、ａｌ２ｏ３陶瓷与灰铸铁（ｈｔ）配副时的滑动摩擦磨损特性，并与这两种陶瓷和０．８％ｃ钢（ｔ８）配副相对比；在扫描电镜（ｓｅｍ）下对磨损后的试样表面进行了形貌观察和能谱分析。结果表明：ｓｉ３ｎ４／ｈｔ的摩擦系数最小，而且ｓｉ３ｎ４与ｈｔ的磨损率均比ｓｉ３ｎ４与ｔ８配副时低得多，其原因是由于在灰铸铁表面形成了一层含石墨的氧化膜；ａｌ２ｏ３／

为了解决含沙油润滑条件下材料的磨损问题,采用超音速等离子喷涂技术制备了12co-wc涂层,使用sem、xrd及t11球盘式摩擦磨损试验机测试了涂层的组织结构及在含细沙油润滑条件下的摩擦学性能。结果发现由于具有很高的粒子飞行速度,超音速等离子喷涂12co-wc涂层组织致密,孔隙率小于1%,wc的氧化和分解少,结合强度高,涂层在含细沙油润滑条件下具有良好的摩擦磨损性能,相同条件下的摩擦因数比灰铸铁小,耐磨性比灰铸铁提高4~8倍。

本文对al2o3基陶瓷材料/45＃钢摩擦副的摩擦系数与45＃钢/45＃钢的摩擦系数作了对比滑动摩擦试验研究,观测分析了al2o3基陶瓷材料磨痕形貌,并就干摩擦,油润滑状态下al2o3基陶瓷材料的磨损机理进行了分析。结果表明,分别在干摩擦和20＃机油润滑下,al2o3基陶瓷材料/45＃钢的摩擦系数均比45＃钢自配副时的低。在干摩擦条件下,al2o3基陶瓷材料的磨损机理是脆性微剥落和磨粒磨损,油润滑条件下,该材料的磨损机理是脆性脱落和耕犁,但磨损量小于干摩擦条件下的磨损量,说明油润滑对al2o3基陶瓷材料有明显的减磨作用。

采用模拟活塞-缸套运动形式的往复式滑动摩擦磨损试验机对比研究了铝合金微弧氧化陶瓷层、电镀硬铬镀层及耐磨磷钒铜铸铁的摩擦磨损特性;利用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面形貌,进而探讨了油润滑条件下微弧氧化陶瓷层的磨损机制及其影响因素.结果表明:铝合金微弧氧化陶瓷层在油润滑条件下的耐磨性能显著优于电镀硬铬镀层和磷钒铜铸铁;陶瓷层中的微孔有利于改善其在油润滑条件下的耐磨性能;不同厚度的微弧氧化陶瓷层在稳定磨损阶段的磨损质量损失变化不大.

利用mg-200型高速高温摩擦磨损试验机,采用块-盘式实验方法,对si3n4陶瓷-冷激铸铁摩擦副从室温到150℃进行了微量润滑摩擦磨损实验,得到了该摩擦副的摩擦系数和si3n4陶瓷的磨损率。同时根据试件的sem照片和能谱成分分析了摩擦磨损机理,并与无润滑时所得实验结果进行了比较。结果表明:微量润滑条件下si3n4陶瓷的磨损率和摩擦系数要比无润滑条件下小的多;si3n4陶瓷的磨损率随载荷和温度的增大而增大,滑动速度的影响要小于载荷的影响;该摩擦副的摩擦系数随环境温度的提高而增大,随速度的增大而减小,载荷的变化对其影响不大;si3n4陶瓷的磨损是化学磨损、机体物质脱落和磨粒磨损共同作用的结果,其中化学磨损是引起其他两类磨损的主要原因。

本文对三种不同性能的al2o3陶瓷与淬火钢在无润滑条件下的磨擦磨损机理进行实验分析,发现磨擦付的磨擦系数几乎与陶瓷的力学性能无关,但陶瓷的磨损速率与陶瓷力学性能特别是断裂韧性之间存在一定的关系,在干磨擦条件下,由于粘着力作用,金属从对偶件转移到陶瓷表面,转移的金属膜厚度往往超过陶瓷峰元的高度,从而隔开了陶瓷与金属的直接接触,陶瓷的主要磨机制是磨擦表面的裂纹源在疲劳应力作用下沿薄弱的晶界扩展,最科形

通过对镀铬和等离子喷涂的工艺特点,以及对镀铬层和等离子喷涂陶瓷涂层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性的分析,指出镀铬虽可提高金属零件的耐磨性和耐腐蚀性,但镀铬工艺会对环境造成严重污染;而等离子喷涂陶瓷涂层不但比镀铬层具有更高的硬度、更好的耐磨性能和耐腐蚀性能,而且是一种无污染或低污染的生产工艺.根据陶瓷涂层目前的应用状况,认为用等离子喷涂技术代替镀铬技术具有良好的发展前景.

采用锂离子电池聚乙烯(pe)隔膜为基体,在其两侧均匀涂覆厚度为1~2μm混有纳米氧化铝(al2o3)粉末及胶凝剂的无机有机浆体,得到一种无机复合陶瓷涂层锂离子电池隔膜。通过对该电池隔膜及由此类隔膜制成的电池进行热烘箱测试结果表明:在150℃高温环境下,无机陶瓷涂层隔膜没有出现较大的热收缩,具有优越的热稳定性,能有效提高锂离子电池的热安全性能。由于无机纳米al2o3颗粒具有较高的比表面积,使得涂覆后的隔膜对电解液具有良好的润湿性及保液性能。采用陶瓷涂层隔膜组装lifepo4-c体系电池并对电池进行1c充放电循环测试,结果表明涂覆后的隔膜能有效提高锂离子电池的容量保持性能。

测定了无润滑条件下氧化铝基陶瓷材料与钢结硬质合金gt35的摩擦磨损特性,并对磨损机理作了对比分析。结果表明:氧化铝基陶瓷材料的磨损曲线仅有跑合和稳定磨损两个阶段,磨损机理主要是脆性剥落以及磨粒磨损;而gt35却出现了类似金属材料磨损的三个阶段,即跑合、稳定磨损和剧烈磨损阶段。磨损机理是以碳化物粒子的断裂和脱落、磨粒磨损、剥层磨损以及粘着磨损为主。

研究了无润滑条件下si3n4陶瓷-白口铸铁磨擦副的磨损机理。通过对磨损表面的形貌分析和化学成分测试,发现粘附磨损和疲劳磨损是这一摩擦副磨损的主要形式;通过对试验数据进行回归分析,得知载荷对摩擦副磨损率的影响远大于速度对其的影响

在油润滑条件下陶瓷对金属及金属对金属摩擦副摩擦磨损性能的研究

选用o2作为清洗气体,采用等离子清洗法替代有机溶剂清洗法清洗多层陶瓷外壳,以去除表面的颗粒及有机污染物,研究了清洗过程中功率和时间对ag72cu28焊料的影响。结果表明:选用o2作为清洗气体的等离子清洗对ag72cu28焊料的影响显著;最佳工艺条件为功率110w、处理时间200s。采用最佳工艺对样品进行等离子清洗后再电镀,镀层与基体的结合良好。

介绍了墙面陶瓷等离子喷涂釉底料的组成及其喷涂条件,测定了釉底料层的性能,研究了相组成。

目的提高纺织行业瓷罗拉转动轴的防静电和耐磨损性能。方法采用等离子喷涂技术,在瓷罗拉表面先喷涂ni包al过渡层,再喷涂al2o3-tio2陶瓷层,获得防静电耐磨复合涂层,并优化等离子喷涂工艺。结果获得了优化的等离子喷涂工艺,在后续的磨削加工中,宜选用碳化硅砂轮。结论制备的防静电耐磨涂层性能较好,在瓷罗拉上得到了成功应用。

用放电等离子烧结技术制备了2种不同晶粒尺寸(平均晶粒尺寸为0.6μm的细晶氧化铝和2.0μm的粗晶氧化铝)的氧化铝陶瓷。通过往复摩擦磨损实验研究了2种氧化铝陶瓷在人工关节滑液环境下的摩擦学性能和磨损机制。结果表明:相同的摩擦压力和时间条件下(60n,30min),细晶粒和粗晶粒氧化铝陶瓷的平均摩擦系数分别为0.245和0.250,细晶粒氧化铝陶瓷耐磨性能优于粗晶粒氧化铝陶瓷,磨损量(20×10–3mm3)仅为粗晶粒样品的1/2;2种氧化铝陶瓷磨损机制均为摩擦初期的微裂纹控制的晶粒拔出、脆性断裂及后期的塑性变形机制。