钛表面不同厚度氧化钛纳米管层的摩擦磨损行为

为了改善钛的摩擦学性能,采用阳极氧化法在钛表面制备了纳米管径约100nm,厚度分别为500nm、1 000nm和1 500nm的TiO2纳米管层,并在450℃保温3h进行热处理。对试样的表面形貌、显微硬度和粗糙度进行测试。利用摩擦磨损试验考察了热处理前后不同试样在大气环境下的摩擦磨损行为。结果表明:干摩擦下,纳米管层的存在降低了钛与GCr15轴承钢球之间的摩擦系数;随TiO2纳米管层厚度的增加,试样的摩擦因数逐渐降低,磨损逐渐下降;热处理使纳米管由无定型氧化钛转变为锐钛矿晶型,进一步降低了摩擦因数,增加了钛的耐磨性能;纳米管层的磨损机制为磨粒磨损,接触疲劳磨损和粘着磨损。

二氧化钛纳米管层上沉积铜工艺研究

利用阳极氧化法在钛表面制备出两组纳米管径分别约为50、150 nm的TiO_2纳米管层试样,采用电化学脉冲沉积法将单质铜沉积在试样上,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和显微硬度计对改性层的表面形貌、元素分布、硬度进行了表征。结果显示:大管径试样沉积铜的效果要优于小管径试样;沉积铜后试样表层是氧化铜和单质铜的混合体;大管径试样沉积铜后硬度高于小管径试样。