银-二硫化钼复合材料滑动电磨损机理的研究

采用粉末冶金方法制备银-二硫化钼复合材料,研究了材料在滑动电磨损状态下的摩擦系数、磨损量和接触电压降变化情况,探讨了电磨损发生过程的机理。研究表明:与纯机械磨损相比,电磨损过程中材料的摩擦系数差别不大;在电磨损过程中发生阳极侵蚀现象,材料从阳极向阴极发生转移,正刷的磨损量大于负刷,纯机械磨损量在二者之间;磨损过程中由于正刷侧的二硫化钼膜厚度大于负刷,以及正刷微观导电点的数量少于负刷,使得正刷的接触电压降高于负刷。

二硫化钼含量变化对银-二硫化钼复合材料力学性能和电磨损性能的影响(英文)

背景:银基复合材料是一种常见的电接触材料,具有良好的导电导热性能;而二硫化钼是一种重要的固体润滑材料,具有良好的减摩润滑性能。因此考虑把二硫化钼添加到银基体材料中,以制备适用于滑动电摩擦磨损过程的复合材料。目的:制备不同含量配比的银-二硫化钼复合材料,通过对其力学性能以及电摩擦磨损性能的比较,得到最佳含量组成的复合材料。设计、时间及地点:观察对比实验,于2008-04/05 在合肥工业大学材料科学与工程学院完成。材料:银粉由蚌埠金银饰品厂提供,二硫化钼粉由国药化学试剂有限公司提供。方法:采用粉末冶金方法,经配料、烘干、混料、初压、烧结、复压等过程,制备二硫化钼含量为 12.0%,13.5%,15.0%,16.5%,18.0%的银-二硫化钼复合材料。主要观察指标:利用万能力学实验机对材料的抗弯强度进行测试,光学显微镜观察其烧结过后的组织形貌;使用自制的电磨损试验机对试样进行电摩擦磨损实验,并用扫描电子显微镜对试样磨损表面进行观察分析。结果:随着复合材料中二硫化钼含量的增加,材料的抗弯强度下降,电阻率升高,磨损率先降低后升高,在二硫化钼含量为 15%时材料的磨损量最低。结论:二硫化钼含量在 15%时综合性能指数最佳。

热震对银-铝复合材料组织和性能的影响

采用电镀的方法在铝合金表面制备银镀层,对银-铝复合材料试样进行热震试验。利用金相显微镜、显微硬度计研究热震试验对材料形貌及力学性能的影响。结果表明,热震试验保温时间30 min后,相较于未热震试验的硬度无明显变化,随着保温时间的延长,铝基体和银镀层硬度大幅降低;且加热后空冷银镀层的硬度略高于水冷银镀层的硬度;同时,热震试验190℃、30 min后基体晶粒细化,而热震试验190℃、2 h后晶粒有长大趋势。

碳纤维含量对银-二硫化钼-石墨复合材料强度的影响

用粉末冶金法制备了碳纤维含量不同的碳纤维 /银 -二硫化钼 -石墨复合材料 ,测量它们的硬度和抗弯强度 ,并用扫描电镜观察分析了它们的显微组织和断口形貌。结果表明 :加入镀铜短碳纤维对基体起到了增强作用 ,并且随碳纤维含量的增加 ,碳纤维 /银 -二硫化钼 -石墨复合材料硬度和抗弯强度明显提高。

P(VA-g-MAA)/Ag气敏传感复合材料的制备与性能研究

近年来,化工厂爆炸事故层出不穷,有毒、易燃气体泄漏带来的安全风险与日俱增,设计制备监测气体的高分子气敏传感材料是迫切需要解决的问题。高分子/纳米银导电复合材料可以作为高分子气敏传感材料,用于检测易燃易爆有毒有害气体。以硝酸铈铵为引发剂,将甲基丙烯酸接枝到聚乙烯醇上,制得聚乙烯醇-接枝-聚甲基丙烯酸(P(VA-g-MAA))胶糊,然后以P(VA-g-MAA)为模板或纳米反应器,用柠檬酸三钠原位还原AgNO_(3),制得银纳米粒子导电高分子胶糊。由红外光谱测试可见,样品红外谱图有聚乙烯醇和甲基丙烯酸特征吸收峰,说明成功制备了P(VA-g-MAA)。用扫描电镜(SEM)观察所得银纳米粒子形貌,发现银纳米粒子为球形。用制得的P(VA-g-MAA)/Ag糊状物涂覆在电极片上,制得气敏传感元件,然后在不同的有机溶剂中测其电阻值,发现丙酮及石油醚溶剂响应性高,可作为检测丙酮及石油醚的气敏传感器。

铜-二硫化钼复合材料的显微组织与性能研究

采用粉末冶金法在H2保护气氛下制备Cu-MoS2复合材料,对其进行物相分析和显微组织观察。通过测试密度、硬度、抗弯强度及电阻率,研究MoS2含量变化对复合材料组织与性能的影响。结果表明,MoS2含量不同,烧结产物发生变化,对复合材料的组织与性能影响较大。在烧结过程中,MoS2与基体发生反应,生成铜钼硫化合物、Cu的硫化物和金属Mo。复合材料中物相分散均匀,随MoS2含量增加,基体铜相不断减少,化合物增多,金属Mo弥散镶嵌其中;材料的密度不断减小;随MoS2含量增加,硬度先增后减,再回升;抗弯强度总体呈下降趋势;电阻率明显增大。

成分变化对铜-二硫化钼-石墨复合材料电磨损性能的影响

采用粉末冶金法在H2保护气氛下制备铜-二硫化钼-石墨复合材料,对其进行物相分析,并通过改变材料中MoS2与石墨的含量,研究成分变化对复合材料电磨损性能的影响。结果表明:石墨在烧结过程中不参与反应,而MoS2与基体反应生成新相。随着复合材料中MoS2含量的增加和石墨含量的降低,电刷与换向器之间的接触电压降上升,摩擦系数增大,石墨含量最低时磨损量值最大并且出现火花磨损现象。

碳纳米管-银-石墨复合材料的电磨损性能

采用粉末冶金工艺制备碳纳米管—银—石墨复合材料,初压压力200 MPa,在H_2保护气氛下烧结并保温1h,复压压力400 MPa制得复合材料,研究电流密度(0～25 A/cm^2)对碳纳米管—银—石墨复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着电流密度的增大,电磨损过程中的发热量增大,粘着磨损加剧,润滑膜遭到破坏,导致复合材料的摩擦因数、磨损量增大。比较正、负极电刷磨损量发现,接触表面理化反应和金属转移的存在,导致正刷磨损量大于负刷磨损量：正刷磨损量随电流密度增大而成倍增长,负刷磨损量与电流密度关系不明显,电流密度越大磨损极性的差异越明显。

电流对碳纳米管-银-石墨复合材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金方法制备了碳纳米管-银-石墨复合材料,研究了复合材料在机械磨损和带电磨损2种状态下的摩擦磨损性能及接触电压降的变化情况.结果表明,复合材料在带电磨损条件下的摩擦系数和磨损体积损失均比不带电条件下的大.这是由于外加电场不利于保持摩擦副接触表面在摩擦热等作用下形成润滑膜的均匀性和完整性所致.此外,在带电磨损条件下,阳极的磨损体积损失比阴极的大.其原因在于,摩擦副接触表面润滑膜中的水在电场作用下发生离解,在正刷侧释放出活性氧,活性氧与电刷表层中的碳或金属发生氧化反应,从而使得磨损加剧.

外加载荷对碳纳米管-银-石墨复合材料电磨损性能的影响

研究了压力变化对碳纳米管银石墨复合材料纯机械磨损和电磨损性能的影响。结果表明:在纯机械磨损条件下,随着压力的增加,复合材料的磨损体积线性增加;在电磨损条件下,复合材料的磨损体积与压力成U型变化;当压力过小时,由于电气磨损量大以及电刷跳动产生的火花磨损,导致复合材料的电磨损体积较大;当压力过大时,破坏了电刷和换向器之间形成的润滑膜,产生严重的犁削和粘着磨损,使复合材料的电磨损体积急剧增大;复合材料的电磨损体积与电刷的极性有关,正刷的磨损体积大于负刷的磨损体积;随着压力的增大,复合材料的摩擦系数也随之增大,且在相同条件下,电磨损时的摩擦系数大于纯机械磨损时的摩擦系数;碳纳米管的加入可以提高复合材料的抗电磨损性能。

圆周速度对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响

采用粉末冶金方法制备碳纳米管-银-石墨复合材料,研究圆周速度对复合材料接触电压降的影响。结果表明,当压力一定时,随着圆周速度的增大,复合材料的接触电压降略有增加,而圆周速度增大到一定值后,接触电压降急剧增加并伴有火花磨损出现。压力较小时(1N/cm2)圆周速度为7.5m/s时就出现电火花,压力较大时(2.5N/cm2)圆周速度为15m/s出现电火花。在圆周速度不变的条件下,接触电压降先升后降最后趋于稳定。

银-石墨烯复合材料的原位制备及性能研究

以鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨。氧化石墨与硝酸银溶液混合超声处理,通过功能离子预吸附的方式,将银离子有效地分散在氧化石墨烯载体上。以水合肼为还原剂,同时还原氧化石墨和硝酸银溶液中的银离子,原位制备银-石墨烯复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制得的银-石墨烯复合材料进行表征,并对复合材料的电化学性能进行分析。结果显示,制得银-石墨烯复合材料的比电容明显高于单纯的石墨烯材料,电化学性质优异,是理想的电化学电容器电极材料。

压力对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响

采用粉末冶金法制备碳纳米管-银-石墨复合材料电接触材料,在带电状态下(10A/cm2),研究了压力对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响,结果表明:当压力较小时(10N/cm2,5N/cm2),由于电刷的跳动产生火花,导致复合材料接触电压降较大;随压力增加,复合材料电刷和换向器的实际接触面积增大,接触电阻减小,电刷的接触电压降下降;由于碳纳米管的研磨作用,阻止了润滑膜随磨损时间延长而增厚,使电刷的接触电压降维持在一个较稳定的数值上。

银-石墨烯复合材料的滑动摩擦磨损性能

采用球磨混粉、冷等静压和真空烧结的工艺流程制备了含0.5%～2.0%石墨烯的银-石墨烯复合材料,并对复合材料进行销盘式摩擦磨损试验以研究其大气环境滑动摩擦磨损性能。研究结果表明,因石墨烯易团聚,石墨烯含量限于1.5%时能够有效改善复合材料的性能。与未增强的银相比,由于在接触表面形成自润滑碳质膜,银-石墨烯复合材料表现出较低的摩擦系数、较少的磨损量和较低的接触表面温度。随石墨烯含量的增加,复合材料的摩擦系数和磨损量均下降。复合材料的主要磨损机制为粘着磨损和磨料磨损。

滑动速度对碳纳米管-银-石墨复合材料电磨损性能的影响

采用粉末冶金法制备了碳纳米管-银-石墨复合材料,研究了圆周速度对复合材料摩擦系数、磨损量的影响。结果表明,当压力一定时,随着速度的加快,机械磨损的摩擦系数减小,而电磨损的摩擦系数增大;复合材料的电磨损量远远大于机械磨损的磨损量,电磨损时磨损量在V=10m/s处出现最小值,而机械磨损的磨损量随速度的加快而减小。

功能化二硫化钼／聚酰胺复合材料的制备及性能研究

采用锂离子插层法对二硫化钼(MoS_2)进行剥离,用巯基乙胺对其片层表面进行氨基修饰得到氨基化二硫化钼(MoS_2-NH_2),然后与ε-己内酰胺单体发生原位开环聚合反应获得聚酰胺(PA)接枝的二硫化钼(PA-g-MoS_2),用FT-IR、XRD、XPS对PA-g-MoS_2的结构进行表征,结果表明,聚酰胺成功接枝到二硫化钼表面.再将PA-g-MoS_2与聚酰胺通过熔融共混法制备出功能化二硫化钼/聚酰胺(MPA)复合材料,用TGA、DSC和DMA研究MPA复合材料的热学性能和力学性能.结果表明,随着PA-g-MoS_2在复合材料中含量的增加,复合材料的热学性能提高,力学性能略有下降.

银-硅藻土纳米复合材料合成及抑制稻谷霉变研究

将带负电荷的银纳米粒子(Ag)和带正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵硅藻土复合物(PDDA/Diatomite)通过相互之间层层自组装的方式合成银-硅藻土纳米复合材料(Ag/PDDA-Diatomite)。以空白组和添加纯硅藻土(Diatomite)作为对照组,在培养基条件下研究不同物料比的Ag/PDDA-Diatomite纳米复合材料对4种稻谷常见真菌的抑制效果;在人工气调箱中进行稻谷模拟储藏实验,对纳米复合材料的应用价值进行验证,储藏条件为稻谷水分15.6%,储藏温度为30℃,相对湿度恒定为60%,储藏时间为5个月;在此期间检测不同储藏周期下的霉菌生长繁殖状况并且对菌种进行鉴定。同时监测稻谷质量指标,如蛋白质、游离脂肪酸、淀粉含量及糊化特性的变化,并评价储藏期间Ag的释放和在稻谷中的残留情况。结果表明Ag/PDDA-Diatomite在稻谷储藏过程中能有效的抑制霉变,并维持稻谷的质量。

Ag-G-MoS_2复合材料在不同气氛下的摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金方法制备银-二硫化钼-石墨复合材料,考察了不同成分的复合材料在大气与气氛中的摩擦磨损性能,分析讨论了成分改变对材料摩擦磨损性能的影响。实验表明:随着二硫化钼与石墨含量比的增大,复合材料在大气中的减摩性能逐渐减弱,耐磨性由于受到材料力学性能与摩擦机理的共同作用,变化不大,在N2气氛中的复合材料的减摩性增强,硬度增大,磨损率下降。对比结果表明,银-石墨(体积分数为20%)-二硫化钼(体积分数为10%)在不同气氛下的摩擦磨损性能较好且稳定。

电流密度对CNTs-Ag-G复合材料接触电压降和磨损性能的影响

采用粉末冶金方法制备碳纳米管-银-石墨复合材料,研究了电流密度对碳纳米管-银-石墨复合材料的接触电压降及其磨损性能的影响.结果表明:在电磨损初期接触电压降较小,随着时间延长,接触电压降上升并趋于稳定;随着电流密度增加,发热量增大,粘着磨损加剧,接触表面的接触方式发生改变,导致收缩电阻和过渡电阻减小,接触电压降略有上升;磨损量随着电流密度增加急剧增大,但与传统电刷相比已有明显改善.

电流极性对CNTs-Ag-G复合材料接触电压降的影响

采用粉末冶金法制备碳纳米管-银-石墨复合材料,通过对比不同轨迹上的正负电刷接触电压降,研究极性对复合材料电刷接触电压降的影响。结果表明,一定电流密度下,负刷的电压降始终大于正刷,且正负电刷的电压降的变化趋势相同:先上升然后趋于稳定。随着电流密度的增大,电刷的总电压降增幅不大。