Nanoscratch behaviors of La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_(3+δ) thin films

The nanoscratch behaviors of La0.7Sr0.3MnO3＋δ films, which were deposited with ratio of O2/（O2＋Ar）, ranging from 4.4% to 45.6% by DC magnetron sputter, were investigated by a nanoindentation technique. The results indicated that the friction coefficient between the films and the diamond tip depended on the loading critical load. The friction coefficient was about 0.08-0.12 when the loading normal load was less than the loading critical load. The films displayed excellent elastic recovery after unloading. When the loading load was larger than the loading critical load, plastic deformation and ploughing appeared for the films. The friction coefficient was about 0.43 when the film was damaged completely. The suitable decrease in ratio of O2/（O2＋Ar） could improve the nanoscratch resistance of the films. The film deposited with O2/（O2＋Ar）=25% possessed better scratch resistance due to good elastic recovery, high nanohardness, and critical load. The loading critical load of the film was larger than 80 raN.

水性聚氨酯的合成及其结构生色织物的封装保护应用

为了提高光子晶体结构生色织物的结构稳定性,设计制备了一系列结构的聚碳酸酯型水性聚氨酯,并将其作为光子晶体结构生色织物的封装保护层以提高其结构稳定性。结果表明:亲水扩链剂含量对水性聚氨酯膜的亲疏水性影响较大;硬段含量对耐磨抗刮性能的影响最为显著。当R值为1.2,硬段质量分数为40%,亲水扩链剂质量分数为5%,所合成的聚碳酸酯型水性聚氨酯具有优异的柔韧性和耐磨抗刮性能。封装后的光子晶体结构生色织物具有鲜艳、明亮的结构色效果,且在多达40000次摩擦后仍无明显磨损,结构稳定性优异。

电镀锡板表面抗划伤性的研究 Ⅰ.关于测试方法

电镀锡板弧表面抗划伤性近来受到越来越多的重视 ,但至今对此尚无统一的标准测试方法。经过分析比较 ,移植两种简单有效的测试方法——涂膜铅笔硬度法和涂膜划痕硬度法来测试和评价电镀锡板表面抗划伤性。试验结果表明该测试方法可以用来比较电镀锡板表面抗划伤性。

电镀锡板表面抗划伤性的研究Ⅱ.软熔工艺对电镀锡板表面抗划伤性的影响

移植 QHQ型涂膜铅笔划痕硬度仪用来测试电镀锡板的抗划伤性。用此方法研究了软熔处理以及不同软熔方式对电镀锡板抗划伤性的影响 ,实验结果表明 :软熔处理对薄镀锡板可以提高镀锡板表面抗划伤性 ,在电阻软熔基础上增加感应软熔后 ,在一定条件下可以进一步提高电镀锡板的抗划伤性 ,并从理论上进行了初步探讨。通过对电镀锡板表面形貌观察结果表明 。

成核剂对PP–HI/PTFE共混物耐刮擦性能的影响

将磷酸盐成核剂添加到高抗冲聚丙烯(PP–HI)/聚四氟乙烯(PTFE)共混物中,研究了成核剂用量对PP–HI/PTFE共混物耐刮擦性能的影响,并重点研究了不同成核剂用量下共混物一段式划痕硬度与三段式划痕硬度的区别。结果表明,与一段式划痕硬度相比,通过对测试数据分段进行线性拟合获得的三段式划痕硬度更能准确地表述不同成核剂用量下共混物划痕硬度随负荷变化的情况,分段拟合线的交点(临界负荷Fc1和Fc2)分别可作为判断共混物表面刮擦损伤形貌向鱼鳞纹形貌及移除形貌转变的判据。当成核剂用量为0.15份时,共混物的结晶度和一段式划痕硬度最高,其表面刮擦损伤形貌由轻划形貌转为鱼鳞纹形貌所需的临界负荷Fc1最高,摩擦系数最低,具有最好的耐刮擦性能。

PP复合材料耐刮擦性能的研究

通过多指刮擦试验机对聚丙烯(PP)及其复合材料进行了系统的刮擦实验测试,采用光学显微镜观察了材料的刮擦损伤形貌,以研究PP及其复合材料的耐刮擦性能及损伤机理;通过差示扫描量热仪(DSC)测试了材料的结晶度,研究了耐刮擦助剂和磷酸盐成核剂对材料力学性能、结晶性能和耐刮擦性能的影响,以探讨材料力学性能、结晶性能与耐刮擦性能之间的关系。

基于声发射的单晶SiC材料去除机理研究

根据声发射理论,采用金刚石刀具在自动划痕仪上进行SiC单晶塑脆转换的临界条件实验,建立了SiC划痕实验过程中的声发射(AE)信号模型,利用扫描电镜(SEM)观察SiC单晶的表面形貌。结果表明,SiC划痕过程中也存在着明显的声发射Kaiser效应点,表面的划痕和切屑也表明该单晶材料同其它典型硬脆材料如玻璃和硅类似,材料去除存在着塑性到脆性的转换过程,同时分析了划痕过程中的微细粉末状碎屑的产生机理和刀具角度与塑脆转换的关系。

微米级硬膜软基系统在划痕试验中的破坏方式

通过磁控溅射方法在不锈钢基底上沉积了不同厚度的硬质钛-硅-氮膜、氮化钛膜、碳化钛膜和类金刚石碳膜,并进行了划痕试验。结果表明:微米级厚层硬质膜的划痕试验呈现相同的规律,即划痕边缘在全过程中出现破裂和脱落,划痕中部先出现膜层弯折破裂,继而出现薄膜部分脱离基底,最后完全脱离基体;而亚微米级厚度类金刚石碳膜的划痕试验在加载早期就同时出现划痕中部的薄膜破裂和脱离,随后出现全部脱离;声发射讯号尖峰的强度、频率与微米级硬质膜破裂和脱落的程度有很好的对应关系,而与亚微米级膜则无此对应关系。

PMMA对PC/ASA/PMMA合金性能的影响

通过铅笔硬度、十字网格刮擦、色牢度测试,研究了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对聚碳酸酯(PC)/丙烯腈–苯乙烯–丙烯酸酯塑料(ASA)/PMMA合金的耐刮擦性能的影响,并分析了PC/ASA/PMMA合金的耐刮擦机理。结果表明,PMMA的加入可以有效地提高合金的铅笔硬度和光泽度,但PMMA含量超过10份后,会引起合金的冲击强度降低;PMMA的含量越高,PC/ASA/PMMA合金色牢度的光泽度变化率和摩擦棉布的沾色程度越高,合金的耐磨损性越差。

山梨醇类成核剂对BOPP烟膜表面耐磨性能研究

目的研究自制山梨醇类成核剂对BOPP烟膜表面耐磨性能的影响。方法利用山梨醇类及其复配自制的成核剂,通过对比试验研究成核剂对烟膜力学性能的影响;对BOPP烟膜表面热封层进行耐磨性能改性,随后开展耐擦伤性能检测试验,通过平板上薄膜雾度变化来衡量耐磨性能。结果山梨醇类及其复配自制成核剂能明显改善烟膜的力学性能,尤其在硬度方面效果显著;与无添加成核剂的膜相比,当成核剂质量分数为0.2%时,烟膜热封层的邵氏硬度提高了近22.7%;经摩擦后,成核剂改性后烟膜的雾度提高了33.1%;此外,成核剂的加入对烟膜其他性能指标影响不大,也不需要对生产工艺做特别调整。结论研制的BOPP烟膜成核剂可以提高共聚PP薄膜的表面硬度,并在一定程度上改善了BOPP薄膜表面的耐擦伤性能。

紫外光固化涂料耐划伤性能的研究

本文通过选择不同的UV固化树脂、活性稀释剂、促进剂,制备了适合于薄膜基材使用的UV固化涂料。实验显示,涂料的各项性能如附着力、硬度、柔韧性和耐擦伤性等达到了使用要求。

单摆冲击划痕法及其在磨粒磨损和冲蚀磨损研究中的应用

为了促进新近发展起来的单摆冲击划痕法在磨损研究领域的应用，考察材料在单摆冲击划痕条件下的磨损规律，弄清这种方法与平稳加载滑动磨粒磨损及冲击加载喷砂冲蚀之间的关系，采用单摆冲击划痕法、滑动磨粒磨损和喷砂冲蚀３种试验方法，研究了几种纯金属和合金材料的磨损行为．结果表明：在单摆冲击划痕过程中，比能耗（材料产生单位体积划痕所消耗的能量）与材料的切向动态硬度之间有较好的线性关系，二者都可以用作单摆冲击划痕法评价材料耐磨性的指标；材料的法向动态硬度与显微硬度有较好的线性关系。

纳米抗划伤添加剂的制备及应用

采用甲基三甲氧基硅烷改性后的硅溶胶与丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)混合均匀,蒸馏除去水分,再添加适量的聚硅酮作为稳定剂,得到在PMA中稳定分散的纳米抗划伤添加剂,借助高分辨率透射电镜对添加剂中纳米粒子的形态及大小分布进行分析,并通过50℃水浴加速实验评价添加剂的稳定性。结果表明:所制备的纳米抗划伤添加剂中纳米粒子的平均粒径约为18nm,粒子呈浑圆粒状,分散均匀,团聚颗粒较少;聚硅酮的加入量为1.5%时,添加剂的稳定性最好。添加该添加剂到木器面漆中,2%的添加量时,涂层的硬度从H增加到3H,20°光泽度从94.6提高到101.4。

利用冲蚀法评价硬质膜与底材结合强度的试验研究

作者利用入射速度为40m/s的80~#和100~#白刚玉砂冲击超硬质膜,测定入射粒子量与膜剥离之间的定量关系,确定造成底材开始显露所需的粒子用量(孕育剂量)和冲蚀坑中心部位的膜全部剥离时的最低粒子用量(临界剂量),并以两者之差作为判据,收到了与划痕法通过临界载荷评价膜-底材结合强度的同样效果。试验结果证明,孕育剂量与膜厚呈正变关系,因而通过它可以先求出膜厚,再求出剥离单位厚度膜层所消耗的粒子量(线冲蚀系数),并用其作为膜-底材结合强度的判据,可以扣除膜厚的影响。作者认为,冲蚀法的主要优点是设备简单、操作方便、取样面积大、代表性好,能为各类薄膜工艺提供可信的判据。

用划痕法测定TiN涂层结合力的影响因素

研究了影响划痕法测定 Ti N涂层结合力的因素 ,结果表明 :离子氮化处理能提高 Ti N涂层的临界载荷。随基体硬度提高和涂层厚度增加 ,Ti N涂层的临界载荷 Lc增高。而表面粗糙度增大 ,则临界载荷降低 ,当粗糙度大于0 .70 μm( Ra)时 ,则临界载荷无法得到确定值。以 M2钢为基体的 Ti N涂层的结合力高于以 3Cr2 W8V为基体的 Ti N涂层的结合力。

树脂基纳米涂层复合材料力学性能试验研究

用纳米划痕和纳米压痕试验对Al2O3短纤维增强环氧树脂复合材料基体涂覆纳米Al2O3涂层后的性能进行对比试验分析,研究涂层表面性能与涂层以及涂覆工艺的关系.环氧树脂固化的同时和固化后涂覆的涂层分别称为同时涂层和后期涂层.同时涂层和后期涂层使涂层的弹性模量从基体的1.0 GPa分别提高到3.3～3.9 MPa和2.1～4.0 GPa;硬度从分别提高到700～1 300MPa和400～600 MPa.

合理使用划痕法及显微法测定TiN薄膜与基体结合力

采用反应磁控溅射的方法在TC4钛合金基板上制备了TiN薄膜,利用划痕法测试了TiN薄膜与基体之间的结合力,并结合薄膜硬度与显微法判断的临界载荷进行了对比分析。结果表明:单纯依靠划痕法判断临界载荷较为局限,结合显微法同时考虑硬度等力学性能共同判断临界载荷,是更为科学合理的办法。

影响Ni-P合金镀层结合力因素的研究

本文用自制的划痕试验机研究了影响Ni-P合金镀层结合力的因素,分析了划痕试验时锭层开裂、剥离的情况,观察了镀后加热温度、基体硬度等对划痕形貌的影响规律,并用B-W公式计算了试样的结合力。结果表明,镀后加热温度越高,镀层厚度越厚,基体硬度越高,结合力越大。

磨粒刻划单晶SiC的SPH与FEM耦合仿真分析

目的进一步理解金刚石线锯加工硬脆晶体材料的去除特性。方法采用SPH与FEM耦合算法,分析磨粒刻划单晶碳化硅工件过程中的材料去除动态响应,研究不同磨粒压入深度与几何形状条件对磨粒接触力、工件刻划表面形貌与应力分布的影响规律,分析磨粒恒定深度刻划与变深度刻划两种方式下磨粒刻划工件材料的动态响应。结果磨粒接触力的各方向分量均随刻划时间发生波动,其中x与z轴方向的磨粒接触力随时间的变化趋势相近,平稳刻划时段的磨粒接触力均值拟合方程分别为f_(x)=3.0956h^(2.7264),f_(z)=11.3813h^(2.6214)。磨粒压入深度是影响刻划过程中工件刻划截面形貌及应力分布的主要因素。相较于圆锥体磨粒,球体磨粒刻划后的工件材料截面形貌更粗糙,但工件材料的变形及损伤层深度更小。在磨粒变深度刻划方式下,随着磨粒压入深度的增加,刻划过程中的工件材料发生了脆塑转变。结论在保证材料去除率的条件下,需降低磨粒压入深度,以降低磨粒接触力,获得更平整的工件表面刻划形貌与更低的等效应力。

单摆划痕法及其在材料摩擦磨损方面的应用

单摆划痕法是一种新型摩擦磨损测试方法,它具有动态加载特性,可从力和能量两个方面获得表层材料破坏过程信息。本文介绍了单摆划痕法工作原理及其在常规金属材料的磨损性能、准脆性材料的塑脆转变、复合材料的磨损性能、封严材料的可刮削性、膜基体系的界面结合强度和表层材料力学性能评价等方面应用,以期进一步拓展其应用领域。