碳酸锂溶液封闭处理对阳极氧化AA2099-T83合金耐蚀性能的影响

为开发一种新型铝锂合金表面处理技术,将经酒石酸−硫酸阳极氧化后的AA2099-T83合金浸泡在不同温度−浓度组合的碳酸锂(Li_(2)CO_(3))溶液中进行后处理。结果表明:经过Li_(2)CO_(3)溶液处理后,阳极氧化合金的耐蚀性能显著提高(耐中性盐雾试验长达1300 h)。此外,高温/低浓度和低温/高浓度组合的封孔过程明显不同,在高温模式下阳极氧化膜仅部分封孔,而在低温模式下阳极氧化膜的封孔更加完全。封孔处理合金的高耐腐蚀性主要归因于在阳极氧化膜表面和内部形成的封孔产物(即Li−Al−LDH和/或勃姆石)对腐蚀介质的阻隔作用。

锆合金包壳Cr涂层界面元素扩散行为研究进展

随着核反应堆向高燃耗和更长服役寿命方向发展,对包壳材料的安全可靠性提出了更高的要求。锆合金表面Cr涂层由于其优异的抗高温氧化性能、耐腐蚀性能以及与基体良好的兼容性,被认为是最有前景的耐事故涂层包壳材料。综述了近年来涂层Cr与基体Zr界面元素扩散行为的研究成果,重点介绍了Cr涂层不同状态下的界面结构及演变规律,包括沉积、退火、辐照、氧化等状态。总结了Cr的扩散、分布和金属间化合物Zr-Cr-(Fe)层的生长动力学模型,归纳了界面扩散对涂层结构及性能的不利影响。扩散阻挡层是一种抑制涂层与基体互扩散的有效结构,介绍了阻挡层设计制备原则以及现有的和潜在的金属或陶瓷阻挡层材料,分析了2类典型阻挡层的优缺点。金属阻挡层能抑制Cr的扩散并延迟Cr-Zr共晶反应,但需要考虑中子经济性;虽然陶瓷阻挡层阻隔元素扩散的性能优异,但由于其与锆合金力学性能和热膨胀系数的差异明显,易产生微裂纹,需要考虑其抗裂性。最后提出了采用实验与分子动力学等相结合的多尺度研究方法开展界面研究,同时指出了目前研究工作中亟待解决的关键问题,这为后续的锆合金表面耐事故涂层研究与开发提供了重要参考。

水溶性含氮硼酸酯摩擦学性能研究

利用四球机和环块试验机考察了两种水溶性含氮硼酸酯的摩擦学性能，并用Ｘ－射线光电子能谱仪（ＸＰＳ）对摩擦表面进行了分析。摩擦学试验表明：含氮硼酸酯在水中具有良好的减摩抗磨性能和承载能力。表面分析证实含氮硼酸酯在摩擦过程中发生了摩擦化学反应，生成了含硼酸、三氧化二硼、有机氮等的复合膜，有效地提高了水基液的抗磨减摩性能和承载能力。

润滑添加剂结构与性能的量子化学研究

用量子化学方法计算了 2种润滑添加剂和铁原子簇的分子轨道指数 ,运用轨道能量近似原则讨论了添加剂与铁原子簇的作用方式 ;以前线电子密度、超离域性指数和原子净电荷作为判据分析了 2种添加剂分子与铁原子簇间键合的强弱、反应性的大小等表征添加剂与金属作用强弱的参数 .研究表明 :3 - ( N,N-二丁基二硫代氨基甲酸基 )丙二酸与铁原子簇的相互作用强于 3 - ( N,N-二丁基二硫代氨基甲酸基 )丙酸与铁原子簇的相互作用 ;

热扩散对镁合金锌铝涂层界面组织和性能的影响

选用具有较低熔点的锌作过渡层,采用热喷涂工艺在AZ91D镁合金表面制备了锌铝涂层,并分析热扩散对锌铝涂层界面组织和性能的影响。研究表明:经热扩散处理后,涂层与基体界面处形成扩散熔合区,扩散熔合区由Mg-Zn-Al金属间化合物及其固溶体组成;由于扩散熔合区的形成,使涂层的显微硬度和耐磨性能均显著提高。

石墨烯/聚酰亚胺复合材料的力学和摩擦学性能

采用氧化石墨烯还原法制备了石墨烯,通过溶液共混法制备了石墨烯增强聚酰亚胺复合材料;研究了石墨烯/聚酰亚胺复合材料的力学和摩擦学性能及摩擦学作用机制。结果表明,随着石墨烯含量增加,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和硬度均呈先上升后下降的趋势,而冲击强度呈先升高而后降低,再升高的趋势。当添加1.0%(质量分数)的石墨烯时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,分别比纯聚酰亚胺提高了149%和652%。石墨烯的加入显著降低了聚酰亚胺复合材料的摩擦系数和磨损率;随石墨烯含量增加,复合材料的磨损率先下降后上升,而摩擦系数先显著降低,尔后平缓减小。随载荷增加,复合材料的磨损率呈平缓下降的趋势;而随滑动速率增加,磨损率呈上升趋势。石墨烯增强的聚酰亚胺复合材料的磨损机理为粘着磨损。

锡黄铜在3.5% NaCl中的液固两相流冲蚀机理研究

利用旋转式冲蚀磨损试验机,对锡黄铜在3.5%NaCl溶液中进行液固两相流冲蚀磨损试验,利用扫描电镜详细分析了不同条件下锡黄铜表面的微观形貌、失效规律及微观破坏机理.结果表明:锡黄铜在失重的不同阶段对应不同的磨损机制,在不同外界条件下其破坏机制也不尽相同.锡黄铜在阴极保护即无腐蚀影响下,试样发生严重冲蚀前存在门槛速度,冲蚀形貌主要以犁削和铲削为主同时兼有切片.当冲蚀速率增加,冲蚀切削形貌减少,而冲蚀时间的增加将导致冲蚀率首先增加后减小并趋于平衡;在无阴极保护作用下,试样表面出现腐蚀凹坑,冲蚀率大幅度增加,随着冲蚀速率的增加失重率增加,但随冲蚀时间增加,冲蚀率减小.

两种压铸镁合金的微动磨损行为研究

采用液压高精度材料试验机考察了压铸镁合金AZ91D和AM60B在平面-球面接触条件下的微动磨损行为,研究了循环次数、位移幅值、法向载荷和频率等参数对镁合金摩擦磨损性能的影响,分析了其磨斑表面和磨屑的微观形貌,并探讨了其微动磨损机理.结果表明:镁合金AZ91D和AM60B的摩擦系数随着法向载荷的增加而减小,磨损体积损失随频率增加而减小;AZ91D镁合金的抗微动损伤能力优于AM60B镁合金,二者的微动磨损机理相似,其主要磨损形式包括粘着磨损、表面疲劳(脱层)磨损、磨粒磨损以及明显的氧化磨损.

水溶性润滑添加剂研究概况

通过对水溶性润滑添加剂发展现状的概述,提出了水溶性润滑添加剂发展过程中存在的主要问题,并对将来的发展趋势进行了展望。

热处理对AS41镁合金显微组织及摩擦学性能的影响

研究了热处理对AS41镁合金显微组织、力学和摩擦学性能的影响。结果表明:热处理前后AS41镁合金物相组成未发生改变,均由基体相(α-Mg)和β-Mg17Al12及Mg2Si相构成,其中β-Mg17Al12相和Mg2Si相为合金的强化相;但铸态时以粗大的网状不连续分布于晶界的β-Mg17Al12相在热处理后以细小的颗粒状在晶界和晶内弥散分布;汉字状Mg2Si相尺寸减小,且部分形成颗粒状组织。在优化的热处理工艺下,AS41镁合金的抗拉强度和屈服强度分别提高了22.1%和25.7%,而伸长率受热处理的影响较小。在低载荷时,热处理后的AS41镁合金较铸态镁合金具有更低和更稳定的摩擦系数;在较高载荷时,热处理的镁合金具有更优异的耐磨性能。铸态镁合金在较高载荷下的磨损机理为剥层磨损和磨粒磨损,而热处理后的镁合金磨损机理主要为氧化磨损和磨粒磨损;热处理前后材料显微组织变化是导致磨损机理变化的主要原因。

时效处理对7075铝合金摩擦学性能的影响

研究了经超长时效处理后7075铝合金的力学性能、显微组织及摩擦学性能。结果表明:7075铝合金的硬度及强度具有双峰时效的特征,两个峰时效样品的硬度和拉伸强度相差不大,但伸长率有一定区别。与未经热处理的样品相比,时效处理后样品尽管摩擦系数较大,但摩擦系数随载荷的变化较小。随载荷增加,不同模式处理的铝合金均出现了从轻微磨损向严重磨损的转变,但经时效处理后样品磨损率明显小于未经热处理的样品,且第二峰样品的磨损率较小。时效处理后样品出现由轻微磨损向严重磨损转变的临界载荷显著提高,且第二峰样品临界载荷明显高于第一峰样品,表现出更优异的摩擦学性能;这可能归结于第二峰时效时合金组织中析出了数量更多、分布更均匀、颗粒更细小的强化相η'(MgZn2)的缘故。不同模式处理的铝合金磨损机制相近:在轻微磨损时以磨粒磨损和氧化磨损为主,严重磨损时以粘着磨损和剥层磨损为主。

水溶性硼酸酯的摩擦学性能研究

利用四球机和环块试验机考察了一种水溶性硼酸酯在水中的摩擦学性能 ,并用X射线光电子能谱仪 (XPS)和电子探针 (EPMA)对摩擦表面进行了分析。摩擦学试验表明 :水溶性硼酸酯在水中具有良好的润滑性能和承载能力。表面分析证明元素S ,N和B在磨斑表面分布比较均匀 ,且B和S元素发生了摩擦化学反应。水溶性硼酸酯的抗磨作用机理是其在摩擦过程中发生了摩擦化学反应 ,生成了含硼酸、三氧化二硼、有机氮、二硫化亚铁、硫酸亚铁及摩擦聚合物等的复合膜 。

AZ91D镁合金微动磨损特性研究

采用液压高精度材料试验机考察了平面球面接触的AZ91D镁合金摩擦副的微动磨损行为,分析了位移幅值、法向载荷和频率等参数对摩擦因数和磨损体积的影响,考察了不同实验条件下的磨斑形貌,并探讨了其磨损机理。结果表明:AZ91D镁合金的微动区域可分为部分滑移区、混合区和滑移区3个区域,粘着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损分别是3个区域的主要磨损机制;磨损体积随着位移幅值和法向载荷的增加而增大,但却随着频率的增大而减小。在微动部分滑移区和混合区,摩擦因数随着位移增大迅速增加;在微动滑移区,摩擦因数随法向载荷的增大而减小,而位移幅值和频率对摩擦因数的影响较小。

乳液润滑剂表面张力与组分相关性研究

表面张力是乳化液的基本性能之一，它对乳液润滑剂的润湿性及离水展着能力有重要影响。本文考察了基础油及不同类型极性添加剂等因素对乳化液表面张力的影响，研究表明：乳液组分若能有效提高气－液界面层分子结合的紧密程度，将有利于降低乳液的表面张力。

水溶性3-(N,N-二正丁基二硫代氨基甲酸基)酸衍生物的摩擦学性能

通过摩擦学实验和表面分析研究了两种酸衍生物 ,3- (N ,N -二正丁基二硫代氨基甲酸基 )丙酸及 3-(N ,N -二正丁基二硫代氨基甲酸基 )丙二酸的摩擦学性能及作用机理。实验表明 :两种酸衍生物均具有优良的承载能力和抗磨性能 ,并能显著提高水基液的烧结负荷 ,且 3- (N ,N -二丁基二硫代氨基甲酸基 )丙二酸的摩擦学性能优于 3- (N ,N -二正丁基二硫代氨基甲酸基 )丙酸 ,其抗磨作用机理是在摩擦表面形成了吸附膜和化学反应膜 ,两类膜的共同作用有效地阻止了摩擦失效的发生。

医用钛合金表面改性研究进展

钛合金作为人体硬组织替代物和修复物的首选材料在临床上得到广泛的应用。分析了目前医用钛合金存在的主要问题:生物活性、耐磨性和耐腐蚀性有待进一步提高,指出表面改性是改善上述问题的有效途径;综述了人体植入钛合金表面改性的研究进展,并展望了钛合金表面改性的发展趋势。

磷系润滑添加剂对7050铝合金摩擦学性能的影响

采用环-块摩擦磨损试验机考察磷酸三甲酚酯(TCP)、亚磷酸二丁酯(DBPi)、二辛基二硫代磷酸锌(ZDDP)和二正丁基磷酰胺(DBPA)4种磷系润滑添加剂对7050铝合金摩擦学性能的影响,并探讨磷系润滑添加剂与7050铝合金的摩擦学作用机制。结果表明:4种磷系润滑添加剂均能降低钢-铝摩擦副间的摩擦因数,但添加剂对铝合金抗磨作用的影响因添加剂结构不同而产生较大差异;磷酸三甲酚酯和二正丁基磷酰胺能增强7050铝合金的抗磨作用,其中二正丁基磷酰胺的效果更优;而亚磷酸二丁酯和二辛基二硫代磷酸锌会增加铝合金的磨损,以亚磷酸二丁酯为甚。钢-铝摩擦副间的摩擦因数随添加剂浓度增加而减少,但随载荷增加而提高;以二正丁基磷酰胺润滑的铝合金的磨损量随添加剂浓度增加而减少,但随载荷增加而提高;而以亚磷酸二丁酯润滑时,随载荷和添加剂浓度提高,磨损量均呈增加趋势。在所有的摩擦过程中均出现了磨粒磨损、粘着磨损和化学腐蚀磨损3种磨损机制,其中化学腐蚀磨损和磨粒磨损是磷系润滑添加剂的主要摩擦学作用机制。

AM60B镁合金在滑移区的微动磨损行为研究

研究了 AM6 0 B镁合金在滑移区的微动磨损行为。考察了摩擦因数和磨损体积随循环次数、载荷和频率的变化及磨损表面形貌 ,探讨了其微动磨损机理。结果表明 :AM6 0 B镁合金的微动磨损可分为开始阶段、二体接触向三体接触过渡阶段和稳定阶段 3个阶段。在不同的阶段 ,摩擦因数和磨损体积的变化及磨损机制各有特点 ;此外 ,磨损体积随着法向载荷的增加而增大 。

冲蚀速度及沙粒粒径对铝青铜冲蚀磨损的影响

利用旋转式冲蚀试验机对QAl9-4铝青铜在含SiC沙粒的3.5%NaCl中的冲蚀磨损行为进行了研究。结果表明,在介质流速小于28.3m/s时,失重量随介质流速的增加而增大;失重随沙粒粒径变化有明显的转折点,在粒径为0.3mm时材料流失最为显著。沙粒粒径变化引起QAl9-4铝青铜冲蚀磨损行为的变化,小粒径时以犁削磨损为主,大粒径时锻打挤压作用增强的同时犁削磨损作用减弱。

溶剂沉淀法净化湿法磷酸技术的现状与进展

综述了国外溶剂沉淀法净化湿法磷酸的典型工艺流程及其效果，并简要介绍了国内的研究现状。