石墨烯含量对铜铁基自润滑摩擦材料组织结构及摩擦性能的影响

目的改善石墨烯与铜铁基摩擦材料的结合方式,探究不同含量的石墨烯对铜铁基摩擦材料组织结构的影响,研究加入不同含量石墨烯时摩擦材料的摩擦性能和摩擦机理。方法采用粉末冶金冷压法制备铜铁基摩擦材料,利用SEM、XRD等分析方法和手段,探究不同含量石墨烯对摩擦材料的组织结构、综合力学性能和摩擦性能的影响规律,确定最佳工艺参数。结果在铜铁基摩擦材料中加入石墨烯时,其密度和抗压强度随着石墨烯含量的增加呈下降趋势,硬度呈先上升后降低的趋势。在相同转速下,随着石墨烯含量的增加,其摩擦材料的摩擦因数呈下降趋势,磨损率呈现先下降后上升的趋势。在石墨烯的质量分数为0.5%时,摩擦材料的摩擦率最小,为2.52×10^(-9)mm^(3)/(N·m),此时摩擦材料的磨损机理为黏着磨损及少量磨粒磨损。结论在铜铁基摩擦材料中,石墨烯作为润滑组元,与基体的结合性能表现优异,对比石墨烯对铜铁基摩擦材料的影响规律可知,在石墨烯的质量分数为0.5%时,摩擦材料的性能最佳。

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。

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。

铜和石墨对铁基含油自润滑复合材料机械及摩擦学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了铁基含油自润滑复合材料 ,考察了 Cu与石墨的含量对铁基含油自润滑复合材料的机械性能、摩擦学性能及组织结构的影响 ,并利用 X射线衍射仪、扫描电子显微镜及光学显微镜等对材料的组分、显微组织形态和结构以及磨损表面形貌等进行了系统的观察和分析 .结果表明 :添加适量 Cu的 Fe- Cu二元系材料的机械性能和摩擦学性能明显优于 Fe系材料 ,这主要是因为 Cu的加入改变了材料的微观结构 .添加适量石墨的 Fe- Cu-石墨三元系材料比 Fe- Cu二元系材料具有更优异的摩擦学性能 ,但机械性能有所下降 。

石墨烯化学镀铜对放电等离子烧结石墨烯增强铝基复合材料组织和性能的影响

通过化学镀方法得到镀铜石墨烯粉末,再通过静电自组装方法将镀铜石墨烯粉末与铝粉混合,然后经放电等离子烧结工艺制备镀铜石墨烯增强铝基复合材料,研究了不同质量分数(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%)镀铜石墨烯增强铝基复合材料的微观结构和性能,并与质量分数0.1%未镀铜石墨烯增强铝基复合材料进行对比。结果表明:镀铜石墨烯在复合材料中分散均匀,复合材料的相对密度均在99%以上;铝和铜发生反应生成了中间相Al_(2)Cu,但未有Al_(4)C_(3)界面相生成;镀铜石墨烯增强铝基复合材料的硬度和耐磨性能均优于未镀铜石墨烯增强铝基复合材料;随着镀铜石墨烯含量的增加,复合材料的硬度先升高后降低,磨损质量损失和摩擦因数均呈先减小后增加的趋势。当镀铜石墨烯的质量分数为0.2%时,复合材料具有优异的综合性能,其硬度为74.7 HV,磨损质量损失和摩擦因数均最小,分别为0.0023 g和0.259,磨损机制为氧化磨损。

高速列车用铜铁基摩擦材料的研究

铁路运输是我国工业化进程重要的运输方式,随着列车运行速度的提高,对制动系统材料也提出了更高要求。对现役进口高铁制动片进行测试分析,得到其各组元的具体成分及其配比,以此进口配方为基础制定工艺方案,应用热压烧结工艺使性能得到进一步优化。试验结果表明:进口材料样品基体中w_(Cu)为50%、w_(Fe)为23%;润滑组元中w_(C)(鳞片石墨和团聚型石墨)为15%、w_(MoS_(2))为2%;摩擦组元中的Fe-Cr合金比例为10%。根据以上进口样品配方,使用国产原料进行配比,并通过混料预成形、热压烧结等一系列工艺步骤,成功制备样品。将自主制备样品与进口样品的基础性能进行对比分析,自主制备样品的密度为5.29g/cm^(3),大于进口样品的4.5g/cm^(3),抗弯强度为48.77MPa,高于进口样品的38MPa,而抗压强度为88.42MPa,略低于进口样品的95MPa。综合以上分析,高铁用铜铁基摩擦材料可实现自主制备,且性能相当或优于进口指标。

铜-石墨自润滑触头材料的研究进展

综述了铜-石墨滑动触头材料的研究进展,包括制备工艺、石墨含量、石墨粒度、添加组分和化学镀铜包覆石墨因素对铜-石墨材料性能的影响以及铜石墨材料的摩擦学问题,最后指出了铜-石墨自润滑触头材料的发展趋势。

铸造法制备石墨颗粒增强铝基自润滑复合材料的发展

作为一种新型的自润滑材料,石墨颗粒增强铝基复合材料受到越来越多的关注。在其诸多制备工艺中,铸造法最有优势。本文中针对铸造法制备石墨颗粒增强铝基复合材料的发展进行了综合评述,同时分析了制造过程中遇到的主要问题并归纳了相关的解决方案。

石墨铝基自润滑材料的制备及性能表征

以石墨为固体润滑剂,铝为基体材料,添加硅、铜、铁等元素作为强化成分,添加Cr3C2、粉煤灰来提高自润滑材料的耐磨性,通过液态铸造法制备铝基自润滑材料。借助MM-200磨损试验机研究不同石墨含量以及粉煤灰的添加对铝基复合材料摩擦磨损性能的影响;在Olympus金相显微镜下观察材料显微组织;用S-3000N扫描电子显微镜对材料拉伸断口和磨损表面进行观察。结果表明:随着石墨含量的增加,摩擦因数逐渐降低,磨损率逐渐升高,抗拉强度、硬度都逐渐降低;粉煤灰的加入使得初生硅得到细化,自润滑材料的强度上升,摩擦因数得到进一步的改善。

石墨/铝基自润滑材料的研究

通过化学镀的方法在石墨颗粒表面涂覆了1层均匀连续的镍镀层,并采用铸造法将2%的镀镍石墨颗粒加入Al-11%Si中间合金中,在750℃下保温搅拌1 min。研究了镀镍石墨含量对铸造石墨/铝基自润滑材料性能的影响。采用电子万能试验机、布氏硬度仪、MM-200摩擦磨损试验机和Olympus金相显微镜等仪器对材料的组织和性能进行了表征。结果表明,在基体中加入2%的镀镍石墨后,共晶硅尺寸减小,基体的硬度提高4%,强度提高11.41%,同时材料的摩擦系数降低21%,磨损率降低47.65%。

石墨类型对镍基自润滑材料性能的影响分析

石墨作为润滑剂,本身的性能使其在减摩材料中得到广泛的应用。石墨与镍基材料混合,制作润滑复合材料,有效改变原有材料的性能。石墨的耐高温、摩擦等性能,与镍基混合为材料提供更强大的坚韧性,可以塑性变形,制作成薄板材料用于工厂作业。文章结合石墨类型,对石墨、镍基结合后的材料进行分析,通过试验对结合的复合材料性能进行检测。并对其使用后的磨损情况与结构进行观察,选出最佳的石墨类型。

铜包石墨填充PTFE基复合材料摩擦学特性的研究

研究了铜包石墨和铜／石墨混合填充ＰＴＦＥ基复合材料的微观结构、力学性能及摩擦学特性．结果表明，铜包石墨填充ＰＴＦＥ复合材料的抗压缩性能、抗拉伸性能以及耐磨性能均优于铜／石墨混合填充ＰＴＦＥ复合材料，其原因在于铜包石墨既增强了填料与ＰＴＦＥ的界面结合强度，又保证了ＰＴＦＥ连续相的完整性．此外，石墨表面铜包敷层的结构疏松、晶粒细小。

铜-石墨自润滑复合材料润滑机理研究取得进展

中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研究发展中心研究人员在铜一石墨自润滑复合材料的润滑机理研究方面取得系列进展，考察了表面织构对铜一石墨复合材料转移层的形成，以及滑动速度对该材料表面改性层和摩擦学性能的影响。

镀铜二硼化钛-碳纤维增强铜-石墨基复合材料的性能研究

研究了在铜-石墨基复合材料中用镀铜TiB2和碳纤维取代一部分石墨后对复合材料密度、电阻率、硬度和抗弯强度的影响。结果表明:用2%的碳纤维取代部分石墨后,随着镀铜TiB2的含量增加到2%时,其复合材料的密度比原来提高2%,电导率提高31%,硬度提高26%,抗弯强度提高8%。

铜铁基烧结金属含油轴承材料的耐腐蚀性

研究不同铜含量的铜铁基烧结金属含油轴承材料的耐腐蚀行为。在5%氯化钠溶液中的极化曲线和SEM分析表明,材料的相对密度及铜的含量和分布对耐腐蚀性能有很大的影响。通过对原料混合粉末的预烧结促进铜扩散可提高铜元素分布的均匀性,从而达到提高耐腐蚀性的效果。

铜包石墨的铜层厚度对其PTFE基复合材料摩擦学性能的影响

研究了石墨与铜包石墨填料同ＰＴＦＥ 聚合物基体的结合状态以及铜层厚度对铜包石墨－ＰＴＦＥ 复合材料的布氏硬度及摩擦学性能的影响。结果表明：铜包石墨处理可以显著提高填料与ＰＴＦＥ 的界面结合强度；复合材料的布氏硬度随铜层厚度的增加而增大，并逐渐趋于稳定；铜包石墨－ＰＴＦＥ的摩擦系数随铜层厚度的增大而逐渐增大，当铜层厚度大于１．５ μｍ 时，这种变化逐渐变得缓和，而铜包石墨－ＰＴＦＥ的磨损率则随铜层厚度的增加而呈线性降低的趋势。作者认为，填料的表面增强改性是提高聚合物复合材料摩擦学性能的一种有效的方法。

SPS温度对含铜包覆石墨铜基粉末冶金材料性能的影响

以铜包覆石墨颗粒为润滑组元,采用放电等离子烧结(SPS)法分别在700、740、780、820、860℃的烧结温度条件下制备了5种铜基粉末冶金摩擦材料,并分别在上述5种温度下分别单独对铜包覆石墨颗粒进行烧结。通过对材料的力学性能、不同制动摩擦条件下的摩擦磨损性能和内部组织的测试分析,研究烧结温度对石墨与基体之间界面结合性和材料摩擦磨损性能的影响,并确定较佳的烧结温度。结果表明:随着烧结温度的升高,材料中铁颗粒与铜基体间界面固溶度增强,但温度过高也会造成石墨表面铜包覆层完整性下降而不利于石墨与基体间的界面结合;随着制动初速度的升高,5种烧结温度下所得材料的平均摩擦因数和磨损率均呈现出先明显下降而后又变化较小的特点;当制动初速度为100和150 km/h,在700和740℃烧结温度下所得2种材料的摩擦因数和磨损率明显高于其他3种材料;当制动初速度高于150 km/h,除860℃烧结温度下所得材料的摩擦因数明显偏低外,其他4种材料的摩擦因数相差不大,并且该条件下5种材料的磨损率间差异均较小;烧结温度为780℃时,所得材料具有较好的力学性能和摩擦磨损性能。

镀铜石墨烯铝基复合材料的制备及性能研究

通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯,对氧化石墨烯进行化学镀铜处理。复合材料以纯铝为基体,镀铜氧化石墨烯为增强相。通过放电等离子烧结工艺制备不同质量分数的镀铜石墨烯铝基复合材料。通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM),X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)等表征材料的微观组织结构,利用微拉伸试验机测试材料的力学性能。结果表明,镀铜石墨烯质量分数达到0.15%时,镀铜石墨烯铝基复合材料综合性能达到最优,维氏硬度和抗拉强度分别达到56和224 MPa,比石墨烯铝基复合材料的维氏硬度和抗拉强度分别提高6%和24%,比纯铝的维氏硬度和抗拉强度分别提高30%和103%。镀铜石墨烯铝基复合材料具有较好的减磨性。

石墨基复合材料负载零价纳米铁吸附重金属离子的研究进展

工业废水中重金属的存在威胁着环境和人类健康,有效去除环境中的重金属离子具有重要意义。论文简要介绍了近年来石墨基复合材料负载纳米零价铁(nZVI)去除废水中重金属离子的研究,探讨了多种石墨基负载nZVI复合材料对重金属离子的吸附特性和环境条件对吸附性能的影响因素,并对其未来的研究和应用进行了总结和展望。

复压对铜石墨含油材料强度的影响

研究铜石墨含油材料复压前后抗弯强度、弹性模量和密度的变化并分析其机理，从工艺上提出降低复压压力的方法。通过分析断口形貌指出，复压前后材料的断裂机制是不同的；通过复压可提高含油孔隙在全部孔隙中所占的比例，并可提高材料的弹性模量、抗弯强度和密度。