Ni-氧化石墨烯纳米复合镀层的力学及抗腐蚀性能研究

目的探究镀液中氧化石墨烯(GO)含量对于Ni-GO复合镀层的组织结构、力学性能、耐腐蚀性能的影响,并以此来确定GO的添加量。方法采用电沉积技术制备Ni-GO复合镀层,并采用正交试验的方法找到Ni-GO复合镀层的优化制备工艺。通过SEM、EDS、XRD、XPS、拉曼等技术对GO和制备的Ni-GO复合镀层的形貌、组织结构进行表征分析,采用硬度仪、摩擦磨损试验仪、电化学工作站等对Ni-GO复合镀层的力学性能及耐蚀性进行分析。结果采用正交试验的方法得到了Ni-GO复合镀层优化制备工艺条件,GO质量浓度为1.0 g/L,阴极电流密度为5 A/dm^(2),镀液温度为60℃,电镀时间为50 min。基于优化工艺条件下镀层的硬度为596.5HV,沉积速率为6.583 g/(dm^(2)·h)。其中镀液中氧化石墨烯浓度对Ni-GO复合镀层性能影响最大。结论研究发现,Ni-GO复合镀层底部是Ni含量比较多的菜花头结构,在菜花头上面主要是石墨烯与Ni晶粒镶嵌在一起的尺寸不一的珊瑚状结构。当镀液中GO质量浓度为1.0 g/L时,制备出的Ni-1.0GO复合镀层中石墨烯含量最高,珊瑚状结构连接缝隙变小,组织致密性最好,孔隙缺陷最少。与Ni镀层相比,Ni-1.0GO复合镀层的硬度提高了37.7%,磨损质量损失减少了73.5%,耐蚀速率降低了44.8%。

镀铜石墨含量对Fe-25Cu基摩擦材料组织结构及摩擦性能的影响

目的为改善石墨与铜铁基摩擦材料的结合方式,探究不同含量的镀铜石墨对铜铁基摩擦材料组织结构的影响,并研究加入不同含量的镀铜石墨时,摩擦材料的摩擦性能和摩擦机理。方法采用热压烧结法制备Fe-25Cu基摩擦材料,利用扫描电镜、X射线衍射等表征手段进行表征,并利用摩擦磨损试验机测试摩擦材料的摩擦性能,分析摩擦因数。摩擦试验后的材料利用扫描电镜进行表面观测,分析摩擦磨损机理。计算材料摩擦后的磨损量,以此分析镀铜石墨含量对摩擦材料的影响。结果相同转速下随着镀铜石墨含量的增加,平均摩擦因数降低,当镀铜石墨的质量分数为9%时,摩擦因数曲线最平稳;随着镀铜石墨含量的增加,摩擦因数逐渐降低,磨损率先减少后增加。当加入9%的镀铜石墨时,该材料的摩擦性能最好,此时材料的摩擦因数为0.436,磨损率最低为0.023mm;黏着磨损和磨粒磨损是添加镀铜石墨的摩擦材料的主要摩擦机理。结论在Fe-25Cu基摩擦材料中镀铜石墨与基体的结合情况优于石墨与基体的结合,同时加入镀铜石墨Fe-25Cu基摩擦材料的摩擦因数高,磨损量小。

感应烧结石墨/铜铁基高温自润滑复合材料摩擦学性能研究

通过基体合金化和添加不同含量的石墨,采用感应加热烧结的方法制备了石墨/铜铁基高温自润滑复合材料,在力学性能试验机和MRH-3摩擦磨损试验机上考察了复合材料从室温～500℃温度条件下的力学和摩擦磨损性能,利用扫描电镜观察分析了磨损表面形貌,进而探讨了摩擦磨损机理。结果表明,复合材料的力学和摩擦磨损性能与感应加热频率和石墨含量有关;在室温条件下,随着石墨含量的升高复合材料的力学性能变差而减磨自润滑效果变好,在室温～500℃条件下,选用合适的感应加热频率和石墨的含量可以使石墨/铜铁基自润滑材料保持良好的耐磨性;而复合材料的磨损机制由粘着磨损变为犁沟磨损。

表面活性剂和纳米PTFE对Ni-P-PTFE镀层力学和摩擦学性能的影响

在化学沉积Ni-P镀层的工艺基础上,通过改变镀液中添加的表面活性剂和纳米PTFE的含量,制备了Ni-P-PTFE复合镀层,并研究了镀液中表面活性剂和纳米PTFE的含量对复合镀层的力学和摩擦学性能的影响。研究结果表明:当镀液中的表面活性剂和纳米PTFE添加量均为6 g/L时,所得的Ni-P-PTFE复合镀层PTFE含量较高,具有优良的力学和摩擦学性能,其磨损机制主要为粘着磨损,并伴随轻微的磨粒磨损。

Ni-P-PTFE复合镀层工艺及摩擦学行为研究

在化学沉积N i-P镀层的工艺基础上,制备N i-P-PTFE复合镀层,利用SEM和XRD分析镀层的表面形貌和组织结构,探讨镀液中活性剂和PTFE含量对复合镀层结合力、硬度、摩擦因数、磨损率以及复合镀层PTFE粒子含量的影响,采用MRH-3摩擦磨损试验机研究复合镀层摩擦学行为,分析复合镀层的磨损机制,确定最佳工艺条件。结果表明在最佳工艺条件下制备的N i-P-PTFE复合镀层具有良好的摩擦学性能,其磨损机制为黏着和轻微磨粒磨损。

低磷化学镀镍合金工艺研究

由于具有优良的性能,化学镀镍磷合金在工业上得到了广泛应用。为了获得低磷含量的镍磷合金镀层的工艺参数,研究了镀液中的络合剂A、络合剂B、pH值等对镀层磷含量的影响,最终得到了较低磷含量的镍磷合金镀层的工艺参数。

石墨/铜铁基自润滑复合材料的摩擦学性能研究

采用感应加热烧结粉末冶金的方法,以铜铁合金为基体,添加石墨制备石墨/铜铁基自润滑复合材料,对比研究了添加石墨前后2种材料的组成、结构、表面形貌及摩擦学性能,并分析了磨损机理。研究结果表明:添加石墨能起到润滑作用,使材料的摩擦因数减小,磨损率降低;添加的石墨一部分转化成新态,其余则进入材料的空隙中,在摩擦过程中形成润滑膜起到减摩的作用;添加石墨后,摩擦材料的磨损机制由粘着磨损变为磨粒磨损。

Cu-Fe-MoS_2复合材料的摩擦学特性研究

通过基体组元合金化和添加不同含量的MoS2,采用感应热压烧结的方法制备了具有良好高温自润滑性能的Cu-Fe-MoS2复合材料。通过力学性能试验和摩擦磨损试验,考察了从室温到800℃条件下复合材料的力学和摩擦学性能。利用XRD,EDS和SEM分析了复合材料的相组成和表面形貌,探讨了复合材料的磨损机理。试验结果表明:感应加热频率和MoS2含量对复合材料的力学和摩擦性能具有一定的影响,当感应加热频率为35 Hz和MoS2质量分数(含量)为4%时,复合材料具有良好的力学和摩擦学性能。

管道减振技术中的孔板压力降公式及其应用

在石油、化工等工矿企业,广泛使用管道输送流体.在一定压力和流速的作用下,这些管道壁上均会产生流体压力.当脉动的气流沿管道输送时,遇到弯头、异径管、盲板、气阀等元件时将产生激振力,受此激振力的作用,管道将会产生振动.压力脉动是引起管道及其附属设备振动的主要原因.而压力脉动是由于气流的脉动引起的,所以,控制压力脉动主要是消减气流的脉动.本文通过流体力学的柏努利公式推导出加孔板后的压力降公式.

感应烧结Fe-Cu-Al-石墨复合材料的力学性能和摩擦学性能

为了进一步提高材料的力学性能和摩擦学性能,以感应加热烧结的方法,制备了Fe-Cu-Al-石墨复合材料。利用XRD,EDS,SEM等分析了复合材料的组成、结构、表面形貌;研究了其力学性能、摩擦学性能及磨损机理。结果表明:Fe-Cu-Al-石墨复合材料具有多孔结构;随着石墨含量的增加,复合材料的力学性能降低,摩擦学性能提高,石墨含量为4%时复合材料的摩擦学性能良好;在摩擦过程中,Fe-Cu-Al-石墨复合材料表面形成自润滑釉质层,摩擦机制由粘着磨损转变为磨粒磨损。

烟气(水蒸气)混注喷射泵结构设计

本文提出了将蒸汽喷射泵应用于蒸汽—烟道气混注的新思路.蒸汽喷射泵注汽锅炉产生的高压水蒸气为动力,可以为伴随注汽锅炉产生的烟道气提供足够的能量,使其与水蒸气充分发生混合,并将混合后的气体注入油井.依据工程热力学基本理论与喷射泵工作的基本原理,对蒸汽喷射泵用于稠油井注烟道气进行了可行性研究和论证;

Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的制备与耐腐蚀性能研究

目的制备具有不同电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层。方法采用化学镀的方法,在Q235钢基体表面制备内层为低磷Ni-P合金、中层为高磷Ni-P合金、外层为Ni-Zn-P合金镀层的三层复合镀层。通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站等仪器对复合镀层表面形貌、成分结构及腐蚀电位进行分析。结果相较于低磷Ni-P镀层和高磷Ni-P镀层,Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的晶胞大小均匀一致且胞与胞之间致密平滑。内层低磷Ni-P镀层断面厚度约为14.5μm,镍的质量分数约为96.5%,磷的质量分数为3.5%;中层高磷Ni-P镀层断面厚度约为17.6μm,镍的质量分数约为90.2%,磷的质量分数约为9.8%;Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层断面总厚度约为40μm,镍的质量分数约为80.7%,锌和磷的质量分数分别为7.6%和11.7%。在Tafel极化曲线中,Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的腐蚀电流密度最小,为3.815×10^(-6) A/cm^(2),具有更好的耐蚀性。在模拟海水环境(5%NaCl溶液)中腐蚀220 h后,内层、中层组织腐蚀成片,出现孔洞且有点蚀,而Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层几乎没有腐蚀,只有部分区域出现点蚀,组织较为完整,说明三层镀层较单层、双层镀层具有更好的耐腐蚀性。结论制备具有电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层具有更好的性能,且相较于内层单层、中层双层Ni-P合金镀层,其腐蚀速率也明显降低,耐腐蚀性能更好。

Fe-20Cu基自润滑摩擦材料的摩擦学性能研究

为探究双润滑组元G-MoS2(G表示石墨)对Fe-20Cu基自润滑摩擦材料组织及性能的影响,通过粉末冶金热压法制备了Fe-20Cu基自润滑摩擦材料,并对其进行扫描电镜、X射线衍射表征以及摩擦学性能测试分析。结果表明:在Fe-20Cu基自润滑摩擦材料中,随着G-MoS2含量的升高,摩擦材料硬度和抗压强度先增大后减小。当加入3%(质量分数,下同) G-3%MoS2时,摩擦材料硬度和抗压强度最高,分别为81 HB和350 MPa。另外,随着G-MoS2含量升高,摩擦材料摩擦系数和磨损率先降低后增加。当加入3%G-3%MoS2时,摩擦材料摩擦系数和磨损率最低,分别为0.472和9.80×10^(-11)kg/(N·m),此时氧化磨损占主导地位。G和MoS2的加入使Fe-20Cu基自润滑摩擦材料的晶粒更为细化,改善了摩擦材料的力学性能和摩擦学性能。

化学沉积镍磷合金镀层工艺与镀层摩擦学性能研究

在研究化学镀镍磷复合镀层工艺基础上,探究了不同工艺条件对镀层摩擦学性能的影响,并对镀层厚度和硬度以及磨损量和摩擦系数进行测试分析,从而确定耐磨性最好的工艺参数。

石墨含量对Ni-Al-G摩擦材料的摩擦性能影响研究

镍铝金属间化合物是一种新的高温材料,应用前景十分广泛[1]。在镍铝金属间化合物中添加合适的高温润滑剂,可制备出性能良好的高温自润滑摩擦材料。本实验采用粉末冶金工艺,在镍铝粉末中添加不同含量的石墨(G),制备出Ni-Al-G摩擦材料,通过电子显微镜、X射线衍射仪、电子天平称、摩擦磨损实验机等仪器分析了试样的表面相貌、组织结构、孔隙率、摩擦性能。实验结果表明:当添加石墨含量逐渐增加时,Ni-Al-G摩擦材料孔隙率下降,硬度不断下降。石墨粒径较小,在与镍铝反应生成额外新的产物Ni3AlC0.5,起到固溶强化和细晶强化的作用。随着石墨含量的升高,Ni3Al基材料摩擦系数先缓慢下降,后逐渐升高,在石墨含量为3%时性能最佳。

镀液活性剂和PTFE含量对Ni-P-PTFE复合镀层防垢性能的影响

目的提高Ni-P-PTFE复合镀层的防垢性。方法采用化学镀的方法,在45#碳钢表面制备NiP-PTFE复合镀层,研究镀液中活性剂和PTFE(聚四氟乙烯)含量对复合镀层中PTFE含量、镀层结垢速率的影响,从而得到最佳施镀参数。结果随着活性剂含量的增加,镀层中PTFE含量先上升,后下降,而镀层的结垢率呈现出先下降、后上升的变化趋势。结论当镀液中活性剂含量为0.3 g/L,PTFE乳液添加量为6 mL/L时,镀层的结垢速率最低,为0.004 85 g/(m2·h),此时镀层的防垢性能最佳。

稀土铈对化学镀复合镀Ni-P-PTFE镀层耐蚀性能的影响

为了进一步提高化学镀Ni-P-PTFE复合镀层的耐蚀性能,采用在化学镀液中添加稀土铈的方法在45号碳钢试片表面制备了稀土铈Ni-P-PTFE复合镀层。用扫描电镜观察了镀层的表面形貌,并研究了稀土铈浓度对镀层中PTFE含量的影响,通过浸泡失重法分别研究了在3.5%NaCl和3.5%NaOH溶液中稀土铈浓度对镀层耐蚀性能的影响。结果表明:适量稀土铈的加入提高了镀层中PTFE的含量,降低了镀层的腐蚀速率,提高了复合镀层的耐蚀性能,在铈质量浓度为0.02 g/L时,在3.5%NaCl和3.5%NaOH溶液中镀层的腐蚀速率分别为0.402 mg/cm2和0.235 mg/cm2。

铝诱导晶化真空蒸镀多晶硅薄膜的研究

采用真空蒸镀的方法在玻璃衬底上沉积1层非晶硅薄膜,再通过铝诱导晶化的方法制备出晶粒分布较均匀、晶粒尺寸0.5～5μm、晶化率达到89%的多晶硅薄膜。研究了衬底距离、衬底温度、退火温度对薄膜表面形貌、晶粒尺寸和分布及晶化率的影响。结果表明适中的衬底距离下得到的薄膜晶粒分布均匀,表面平整度好,薄膜厚度较大。薄膜的晶化率随着衬底温度和退火温度的提高而增大;随着退火温度的进一步提高,薄膜的晶化率达到最大值然后降低。

化学复合镀Ni-P-石墨镀层的研究

用化学复合镀方法在45钢基体上镀覆Ni-P-石墨复合镀层,用扫描电镜(SEM)研究了镀层的表面形貌;研究了不同的施镀温度和不同剂量的活性剂对镀层结合力的影响,以及热处理对镀层结合力和显微硬度的影响,结果表明:当施镀温度约在75℃、活性剂的添加量在3g/L左右时,镀层结合力达到最佳;随热处理温度的提高,镀层结合力降低;约在200℃时,镀层硬度达到最高。

稀土铈对化学镀Ni-P-PTFE复合镀层防垢性能的影响

采用化学镀的方法在45号碳钢试样表面制备了稀土铈促进共沉积的Ni-P-PTFE复合镀层,利用扫描电子显微镜观察和分析了镀层的表面形貌,研究了稀土铈浓度对复合镀层的表面形貌、镀层的沉积速率、镀层中PTFE含量以及镀层防垢性能的影响。结果表明,适量稀土铈的加入使得镀层表面黑色粒子更加密集,即PTFE在镀层中的含量增加,在铈浓度为0.04g/L时达到最大;镀层的沉积速率与镀层中PTFE含量均随铈浓度的增加而呈现先升后降的趋势,在铈浓度为0.04g/L时分别达到最大值28.25μm/h和40.43%,而镀层中PTFE含量也随着沉积速率的增加而升高;铈的加入提高了镀层的防垢性能,镀层的结垢率随着铈对镀层中PTFE含量的影响而发生变化,当铈浓度为0.04g/L时,结垢率最低,仅为9.026g/m2,防垢效果最佳。