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Ti-6AI-4V合金在模拟空间环境下的摩擦学性能

为了明确Ti-6A1—4V合金在空间环境下的摩擦磨损失效行为，本文利用中科院兰州化学物理研究所自主研发的空间摩擦学试验系统对Ti-6A1—4V在三种模拟空间环境（高真空、原子氧和紫外辐照）下的摩擦磨损性能进行了系统的研究。采用SEM和EDS对磨损后Ti-6A1—4V和对偶GCrl5钢球的形貌和元素面分布进行了分析，揭示了Ti-6A1—4V在模拟空间环境下摩擦磨损失效机理。用XPS分析Ti-6A1—4V在原子氧辐照后表面元素价态的变化。结果表明：Ti-6A1—4V在大气条件下的摩擦磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损；在高真空、原子氧和紫外辐照模拟空间环境下的磨损机理为较严重的粘着磨损、磨粒磨损和塑性变形；相比于大气条件下，Ti-6A1—4V在高真空、原子氧和紫外辐照条件下的粘着磨损加剧，摩擦因数增加；Ti-6A1—4V在原子氧辐照后表面发生了氧化。

关键词: 钛合金 , 空间 , 摩擦学性能

WC-Co添加量对激光熔覆镍基涂层微观结构及摩擦学性能的影响

郭纯 , 陈建敏 , 周健松 , 赵杰荣 , 王凌倩 , 俞友军 , 周惠娣

材料保护

为了使激光熔覆镍基耐磨涂层得到更广泛的应用，通过激光熔覆技术在1Crl8Ni9Ti不锈钢表面制备了NiCrBSi／Wc—Co镍基涂层，研究了WC-Co添加量对涂层微观结构及摩擦学性能的影响。结果表明：随WC—Co添加量的增加，镍基涂层的结构由枝晶和枝晶间的共晶逐渐向球状晶和块状晶转变，涂层的硬度和耐磨性增加。

关键词: 激光熔覆 , 镍基涂层 , 1Crl8Ni9Ti , WC-Co , 微观结构 , 摩擦学性能

激光熔覆NiCoCrAlY/ZrB2复合涂层结构及高温耐磨性能

郭纯 , 陈建敏 , 姚润钢 , 周健松

稀有金属材料与工程

通过激光熔覆技术在钛表面成功制备了NiCoCrAlY和NiCoCrAlY/ZrB2复合涂层,用SEM和XRD分析了涂层的组成及结构.在SRV-Ⅳ高温摩擦磨损试验机上系统考察了NiCoCrAlY和NiCoCrAlY/ZrB2复合涂层在20、100、300和500℃下的摩擦磨损性能,对偶为Si3N4陶瓷球.采用SEM和3D非接触式表面轮廓仪磨损形貌分析了摩擦磨损测试后涂层和对偶陶瓷球的磨痕形貌.结果表明:NiCoCrAlY/ZrB2复合涂层相对于NiCoCrAlY涂层有更高的显微硬度和更好的高温耐磨性能,NiCoCrAlY和NiCoCrAlY/ZrB2复合涂层在不同温度下的磨损机理主要为磨粒磨损和粘着磨损.

关键词: 钛 , 激光熔覆 , NiCoCrAlY涂层 , 高温摩擦

液晶/聚苯酯聚合物复合材料的摩擦学性能研究

阎逢元 , 周健松

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2004.z1.029

本文利用机械共混的方法,制备了热致液晶/聚苯酯复合材料.在M-2000型摩擦试验机上,评价了聚合物复合材料的摩擦学特性,考查了材料组成、负荷等对其摩擦学性能的影响.结果表明:液晶与聚苯酯可以无限互熔构成复合材料,复合材料呈半结晶状态;液晶与聚苯酯组分间存在着润滑协同效应,当聚苯酯含量介于35%～55%时,复合材料具有极好的自润滑特性;液晶聚合物可用来改善聚苯酯的加工性能,其复合材料的摩擦学性能对负荷的变化表现出了不敏感性.

关键词: 复合材料 , 摩擦学性能

超高分子量聚乙烯/金属复合材料的摩擦磨损性能

周健松 , 阎逢元

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.06.036

用MM-200型摩擦磨损试验机研究了Ag、Cu、Co、Cr、Fe、Mo、W、Ni、Zn、Pb、Sn、Al等金属粉末填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌.结果表明:在低速条件下,金属填料可降低UHMWPE复合材料的摩擦系数;在高速条件下,金属填料对UHMWPE复合材料的摩擦系数影响不尽相同.Ag、Cu、Co、Cr、Fe、Mo、W、Ni、Zn、Pb等金属填料可使UHMWPE的耐磨性显著提高, 而Sn、Al导致UHMWPE的磨损率增大;Ag的减摩抗磨效果最佳.

关键词: 超高分子量聚乙烯(UHMWPE) , 金属填料 , 复合材料 , 摩擦磨损性能

纯钛表面激光硼化及其摩擦学性能

郭纯 , 周健松 , 安字龙 , 俞友军 , 周惠娣 , 陈建敏

材料科学与工程学报

利用激光合金化技术在纯钛表面制备了TiB2合金化层.用XRD和SEM分析了合金化层的组成和组织结构.在CSM栓-盘摩擦磨损试验机上对钛及合金化层的摩擦磨损性能进行测试.结果表明:合金化层的主要成份是TiB2,合金化层表层的组织结构主要为柱状晶,合金化层的显微硬度达到1600HV0.1,TiB2合金化层的耐磨性能优于纯钛.

关键词: 钛 , 激光合金化 , 组织结构 , 摩擦磨损性能

钛表面激光熔覆原位制备Ti₅Si₃涂层结构及摩擦学性能

郭纯 , 周健松 , 陈建敏

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11661

利用激光熔覆技术在钛表面预置硅粉原位制备了Ti₅Si₃涂层. 用XRD、SEM和TEM分析了涂层的组成和组织结构. 在UMT摩擦磨损试验机上对Ti₅Si₃涂层在不同载荷和不同滑动速度下的摩擦磨损性能进行了测试. 实验结果表明: 涂层的物相主要是Ti₅Si₃相和基材Ti相, 涂层的显微结构为球状和块状晶, Ti₅Si₃涂层具有较高的显微硬度, 涂层截面的平均显微硬度约为840 HV_0.2, 是钛基材的4.4倍; Ti₅Si₃涂层可显著提高钛基材的耐磨性能; Ti₅Si₃涂层的磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损.

关键词: 钛; 激光熔覆; 涂层; Ti₅Si₃; 摩擦性能

超高分子量聚乙烯摩擦学性能研究进展

周健松 , 阎逢元 , 单小东

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.01.039

综述了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在摩擦学领域的研究进展,着重评述了UHMWPE材料在人工关节方面的应用以及在减摩耐磨材料方面的研究,并提出了UHMWPE作为减摩耐磨材料在研究与应用方面几个亟待解决的问题.

关键词: 超高分子量聚乙烯(UHMWPE) , 摩擦磨损性能 , 进展

Ti3SiC2-Ag复合材料与不同摩擦配副的摩擦磨损性能

党文涛 , 任书芳 , 周健松

材料开发与应用

采用放电等离子烧结技术制备了Ti3SiC2-Ag复合材料,研究了其在室温下与Si3N4、Al2 O3、SiC等摩擦配副对摩时的摩擦磨损性能,并与纯Ti3 SiC2材料在相同摩擦配副条件下的摩擦磨损性能进行了对比.运用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等对磨损表面的形貌组织和元素价态等进行了表征分析,并探讨了摩擦磨损机理.结果表明:摩擦配副材料的不同对Ti3 SiC2-Ag复合材料的摩擦磨损行为有显著影响,Ti3SiC2-Ag复合材料与SiC和Si3N4对摩时,磨损率均较低,尽管存在晶粒拔出等机械磨损,但TiO2和SiOx等摩擦氧化膜的形成有效地抑制了晶粒拔出并起到了减摩作用;Ti3 SiC2-Ag复合材料与Al2 O3对摩时磨损率则较高,以脆性断裂、晶粒拔出为主的机械磨损是该摩擦副的主要磨损机制.Ti3SiC2材料与Si3N4和Al2 O3对摩时,包含脆性断裂、晶粒拔出、脱落以及磨粒磨损在内的机械磨损是其主要的磨损机制;Ti3 SiC2材料与SiC对摩时,磨损表面的塑性变形和氧化膜起到了抑制晶粒拔出的作用,使得Ti3 SiC2的磨损率相对较低.

关键词: Ti3SiC2-Ag复合材料 , 摩擦磨损性能 , 摩擦配副

钛表面激光熔覆原位制备Ti5Si3涂层结构及摩擦学性能

郭纯 , 周健松 , 陈建敏

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11661

利用激光熔覆技术在钛表面预置硅粉原位制备了Ti5Si3涂层.用XRD、SEM和TEM分析了涂层的组成和组织结构.在UMT摩擦磨损试验机上对Ti5Si3涂层在不同载荷和不同滑动速度下的摩擦磨损性能进行了测试.实验结果表明:涂层的物相主要是Ti5Si3相和基材Ti相,涂层的显微结构为球状和块状晶,Ti5Si3涂层具有较高的显微硬度,涂层截面的平均显微硬度约为840 HV0.2,是钛基材的4.4倍；Ti5Si3涂层可显著提高钛基材的耐磨性能；Ti5Si3涂层的磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损.

关键词: 钛 , 激光熔覆 , 涂层 , Ti5Si3 , 摩擦性能

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