【摘 要】
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利用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在钛合金TC4表面制备了梯度结构DLC薄膜,并研究了DLC薄膜微观形貌结构、力学性能以及不同对偶球材料(包括4种陶瓷与4种金属材料)对其摩擦学性能的影响.结果 表明:所制备的梯度结构DLC薄膜表面相对光滑平坦且与基底结合紧密,具有良好的力学性能;对于陶瓷球/DLC配副,在摩擦过程中由于对偶球硬度较大且耐磨,从而在陶瓷球表面易于形成稳定的碳质转移膜,SiC/DLC、Si3N4/DLC和ZrO2/DLC表现为轻微的磨粒磨损和黏着磨损,而Al2O3球表面的碳元素含量较
【机 构】
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华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510641;清华大学摩擦学国家重点实验室,北京100084;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510641;广州铁路职业技术学院机械与电子学院,广东广州
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利用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在钛合金TC4表面制备了梯度结构DLC薄膜,并研究了DLC薄膜微观形貌结构、力学性能以及不同对偶球材料(包括4种陶瓷与4种金属材料)对其摩擦学性能的影响.结果 表明:所制备的梯度结构DLC薄膜表面相对光滑平坦且与基底结合紧密,具有良好的力学性能;对于陶瓷球/DLC配副,在摩擦过程中由于对偶球硬度较大且耐磨,从而在陶瓷球表面易于形成稳定的碳质转移膜,SiC/DLC、Si3N4/DLC和ZrO2/DLC表现为轻微的磨粒磨损和黏着磨损,而Al2O3球表面的碳元素含量较高使得DLC薄膜虽然发生破损和剥落但其摩擦系数仍保持在较低水平;金属球/DLC与陶瓷/DLC相比较,由于金属对偶球硬度较低,在摩擦过程中碳质转移膜无法稳定地覆盖在金属球,引起较高的摩擦系数,Al/DLC主要表现为严重的磨粒磨损,而Brass/DLC、304SS/DLC和GCr15/DLC主要为轻微的磨粒磨损或黏着磨损;SiC/DLC、ZrO2/DLC、304SS/DLC和GCr15/DLC的DLC薄膜均具有较低的摩擦系数和磨损率且对偶球的磨斑较小,故其为较合理的摩擦副.赫兹接触分析表明,陶瓷/DLC中除了ZrO2/DLC,平均摩擦系数和计算接触半径的变化趋势是一致的,而在金属/DLC中并未发现这一规律.
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利用双盘滚动接触疲劳试验机对原始组织分别为片状珠光体+先共析铁素体(P+PF)和回火索氏体(TS)的ER9车轮钢试样进行滚动接触疲劳试验,并对结果进行了分析.结果 表明:在油润滑条件下,原始P+PF试样的滚动接触疲劳寿命是TS试样的2.8倍.其原因是原始的P+PF的试样表面存在厚约1μm的机加工细晶层,而TS试样无明显细晶层,在疲劳过程中,P+PF试样会优先在细晶层内萌生浅层裂纹并平行于表面扩展形成浅层剥落,而后在细晶层剥落的区域萌生疲劳裂纹,而TS试样则直接在试样表面萌生疲劳裂纹.经过1×105周次在空
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借助单源前驱体热分解在聚酰胺酰亚胺(PAI)涂层中原位合成了硫化银(Ag2S)纳米粒子,并通过调节单源前驱体的含量进一步调控纳米粒子尺寸.采用X射线衍射仪和高分辨场发射扫描电镜对原位合成Ag2S纳米粒子的物相结构、形貌、尺寸和尺寸分布进行了表征和分析;详细研究了Ag2S纳米粒子对PAI涂层机械性能和摩擦学性能的影响;对其增强机制进行了探讨.结果 表明:PAI涂层中原位合成的Ag2S纳米粒子粒径较小而且分散均匀,且调节单源前驱体能有效调控Ag2S纳米粒子的尺寸和尺寸分布.Ag2S纳米粒子的原位引入(优化质量
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作为界面摩擦中普遍存在的一种物理现象,摩擦起电由于其对摩擦界面的高度灵敏性而被广泛研究.以钢-聚四氟乙烯(PTFE)为研究对象,通过采集摩擦过程中的摩擦系数、钢球的接地电流以及PTFE的表面电势,对其摩擦界面的起电行为进行了详细研究.三种信号的波动幅值呈正相关性,反映了摩擦-摩擦起电的内在联系.在钢-PTFE的摩擦过程中,材料的转移诱导使得PTFE的表面电势在达到饱和值后会反向演化.利用钢-PTFE摩擦副进入稳定摩擦阶段的时间与摩擦电势的反向演化时间的关联性设计钢-PTFE或其他金属-聚合物摩擦副的摩擦状
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