纳米颗粒增强铜基摩擦材料的摩擦学性能

基于粉末冶金法分别制备了纳米氮化铝和纳米石墨增强铜基摩擦材料,研究了纳米颗粒对铜基摩擦材料的摩擦磨损和耐热性能的影响规律。采用扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的微观结构和磨损形貌,并利用惯性摩擦磨损试验机考核其摩擦学性能。实验结果表明:与未添加纳米颗粒的摩擦材料相比,添加纳米氮化铝和纳米石墨的摩擦材料的摩擦因数高而稳定,且随接合次数增加无明显衰退现象;耐磨性能分别提高了25%和11%;耐热性能分别提高了18%和25%。未添加纳米颗粒的摩擦材料的磨损机制主要为犁沟式磨料磨损,纳米氮化铝和纳米石墨能减少摩擦材料的磨料磨损,从而增强了摩擦材料的耐磨性。实验结果显示,纳米氮化铝和纳米石墨可显著提高铜基摩擦材料的摩擦学性能。

纳米AlN润滑材料的制备研究

从分子设计的角度，采用溶液聚合法将极性单体马来酸酐（MAH）接枝到低分子量的聚丁二烯液体橡胶（LMPB）分子长链中，制备了一种新的大分子表面处理剂（LMPB—g—MAH），并用其对纳米氮化铝粉体进行表面修饰。对合成的接枝共聚物，改性前后的纳米AIN运用IR、TEM、TGA、粒径分析、接触角、沉降实验等方法进行了表征。实验结果表明：马来酸酐（MAH）已经接枝到低分子量的聚丁二烯液体橡胶（LMPB）分子长链中；当马来酸酐（MAH）的接枝率为9％～11％，用量为10％-12％时，处理后的纳米AIN粉体，颗粒粒径最小，有效阻止了纳米颗粒的团聚。当改性后的纳米A1N以0．2％（质量分数）分散于长城润滑油（H-286）中，可明显提高其抗磨减摩性能及承载能力，极压值由1000N提高为1376N。

稀土改性纳米复合材料(Cu/AlN)的组织与性能

采用高纯氩气保护高能球磨法制备了Cu-AlN-RE复合粉体,600MPa成型后在900℃氢气保护条件下烧结制备铜基纳米复合材料,并对试样的微观组织结构、硬度、导电性及导热性能进行了观察和测试。结果表明:在球磨过程中没有新相产生,随球磨时间延长,晶粒不断细化和微应变增加,C系、CC系铜的晶粒尺寸范围是0.26~0.54μm;稀土使杂质原子在界面聚集,改变了界面结构,降低了熵值;含稀土0.1g(0.44wt.%)、AlN0.2g(0.89wt.%)的铜基复合材料的HB达到81,电导率达到80%IACS,热导率达到223Wm-1 K-1。

刀具表面超晶格TiN/AlN纳米多层膜的制备和研究

采用脉冲多弧离子镀技术制备TiN/AlN纳米多层膜,随着调制周期的减小,稳定态六方AlN相逐渐转变成亚稳态立方AlN相,形成以TiN/AlN超晶格结构为主的超硬薄膜。与标准图谱的对比可知,TiN/AlN超晶格是AlN在模板立方TiN材料的影响下,在TiN层上以亚稳态相立方结构外延生长所形成。试验表明TiN/AlN薄膜具有良好的耐腐蚀性能以及使用寿命。

表面活性剂对电沉积Ni-AlN纳米复合镀层的影响

采用脉冲电沉积技术制备Ni-AlN纳米复合镀层,分析表面活性剂聚乙烯醇和十六烷基三甲溴化铵对纳米复合镀层的微粒含量及其耐磨性的影响。并利用扫描电镜对复合镀层的表面形貌进行观察。结果表明,表面活性剂的不同种类和浓度对制备的Ni-AlN纳米复合镀层的影响较大;相对于单独使用一种表面活性剂获取的镀层,利用阳离子和非离子表面活性剂的组合配置获取的复合镀层性能更优异。

Y_2O_3和纳米AlN协同作用对氮化铝陶瓷烧结性能及热传导的影响

在微米氮化铝粉体中添加含量为4%的Y2O3和不同含量的纳米AlN粉体制备氮化铝陶瓷,研究了Y2O3和纳米AlN协同作用对微米氮化铝陶瓷烧结性能和热传导性能的影响。结果表明,Y2O3优先与纳米AlN粉体表面的Al2O3反应生成活性较高的第二相Al5Y3O12,相比于Y2O3与微米AlN粉体表面Al2O3反应生成的Al5Y3O12,具有更低的熔化温度及更好的流动性;同时,纳米AlN粉体的高比表面能也促进氮化铝陶瓷的致密化进程。二者的协同作用有效地促进氮化铝陶瓷的致密烧结,改善第二相的微观分布,从而能在较低的烧结温度下获得具有较高热导率的氮化铝陶瓷。当Y2O3和纳米AlN粉体的添加量(质量分数)分别为4%和1.5%时,在1800℃烧结得到的氮化铝陶瓷密度为3.26 g·cm-3,第二相以连续相的形式分布于氮化铝晶界处,热导率为151.75 W/(m.K)。