SiO_(2)-BNNSs杂化材料对磷酸盐复合涂层高温摩擦学性能的影响

目的通过在磷酸盐复合涂层中添加二氧化硅杂化氮化硼纳米片材料(SiO_(2)-BNNSs)来提升磷酸盐复合涂层的硬度和耐高温磨损性能。方法以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,利用溶胶凝胶法制备SiO_(2)-BNNSs杂化材料,并作为纳米增强相加入到涂层中。通过X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)对SiO_(2)-BNNSs杂化材料的化学组成和微观形貌进行表征。另外,采用喷涂法制备不同含量BNNSs和SiO_(2)-BNNSs的磷酸盐复合涂层,通过高温摩擦磨损试验探究涂层的摩擦磨损行为,对涂层磨痕形貌进行表征,并探讨涂层在高温条件下的磨损机理。结果XPS、SEM和TEM的分析结果表明,SiO_(2)成功修饰在BNNSs表面。SiO_(2)-BNNSs磷酸盐涂层相比零含量BNNSs涂层和纯BNNSs涂层表现得更加均匀致密,400℃条件下,质量分数为0.4%的SiO_(2)-BNNSs涂层硬度高达261.2HV。高温摩擦试验表明,BNNSs和SiO_(2)-BNNSs的加入,可以减轻涂层的磨损现象。同时,温度越高,涂层的耐磨损性能越好,400℃条件下,0.4%SiO_(2)-BNNSs涂层的摩擦因数和磨损率分别为0.48和66.24×10–6mm^(3)/(N·m),耐高温磨损性能表现为最佳。结论SiO_(2)-BNNSs杂化材料的添加可以明显提升磷酸盐复合涂层的耐高温磨损性能。

Al_(2)O_(3)-MWCNTs增强无机磷酸铝陶瓷涂层摩擦学性能的研究

为提高无机磷酸铝涂层的高温耐磨性,降低高温下的摩擦系数,制备了氧化铝包覆多壁碳纳米管(MWCNTs)杂化型填料,将其加入到无机磷酸铝涂料中,采用X射线衍射分析仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(Raman)、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等表征了填料结构,并研究了填料含量对复合涂层的力学性能和耐磨性能的影响规律。结果表明:纳米α-Al_(2)O_(3)成功接枝于多壁碳纳米管(MWCNTs)表面。经表面改性后的MWCNTs的氧化分解温度提升近100℃,杂化材料在涂层中的分散程度更佳。随着Al_(2)O_(3)-MWCNTs用量的增加,涂层硬度、附着力呈现先增加后降低的趋势,当Al_(2)O_(3)-MWCNTs用量为0.4%时,涂层力学性能最优,硬度提升至近2倍,附着力提升至近2.6倍。600℃高温摩擦磨损耦合试验结果表明,添加0.4%的Al_(2)O_(3)-MWCNTs涂层的摩擦系数最低为0.659,磨损率最小为2.73×10^(-4 )mm^(3)/(N·m),说明添加Al_(2)O_(3)-MWCNTs杂化填料确可有助于提高无机磷酸盐涂层的摩擦学性能。

氮化硼纳米材料功能化改性及对聚合物基材性能调控研究进展

氮化硼纳米材料因具有良好的机械性能、绝缘性能、抗氧化性能以及优良的导热性能等,通常将其添加到聚合物中来调控和改善聚合物基复合材料的性能,但无机氮化硼纳米材料与有机聚合物材料的不相容性会导致纳米复合材料的机械和热性能削弱,使其难以充分发挥自身优越性能。因此,对氮化硼纳米材料进行功能化改性处理以改善界面相容性、提高材料分散能力和调整纳米材料的表面性质的研究迫在眉睫。综述了功能化改性氮化硼纳米材料的研究进展,详细介绍了氮化硼的结构特征、物理和化学性质,归纳了氮化硼功能化改性在聚合物基复合材料的应用。最后,对功能化改性氮化硼纳米材料的发展趋势进行了展望。