一、Mechanical properties and tribological behavior of a cast heat-resisting copper based alloy（论文文献综述）
容康杰[1]（2021）在《表面机械滚压处理（SMRT）对接触网铜导线载流摩擦性能的影响》文中指出受电弓与接触网所组成的弓网系统是保证电力机车安全高效运行的供能核心,然而铁路科技不断革新发展,列车高速化和重载化的技术突破对弓网系统提出新的挑战:要求弓网系统不仅可以为服役列车的牵引或制动行为提供更多的电能,而且能较好地应对高速化和重载化下服役环境的恶化,确保列车受流质量不受影响。这也意味着弓网系统中的载流摩擦副的导电性、耐磨性、硬度强度等性能需要得到进一步提升,进而延长其服役寿命。由于铜基接触线本身硬度较低、耐磨性能较差且受热易软化等弊端而导致其应用范围受到一定限制,但它也同时具备了较优异的导电性能、较高的塑韧性、良好的可加工性以及较低的制备成本等优势,具有较大的潜在开发价值。本文通过表面机械滚压处理（Surface Mechanical Rolling Treatment,SMRT）技术在铜棒材表面制备出一层具有优异性能的梯度纳米结构层,并通过光学显微镜OM、透射电镜TEM以及电子背散射衍射EBSD对其进行表征。结果表明加工试样表层晶粒明显细化,晶粒尺寸约200～300 nm,纳米细晶层厚度约达10～15μm,沿心部方向晶粒尺寸演变呈梯度特征,近表面硬度提高至基体硬度的1.53倍左右,具有一层厚度约达1800μm的硬度影响层,其表层的纳米力学性能和弹性模量显着提高,具备一定的抗蠕变性能。利用自行设计的载流摩擦系统进行了不同载流参数（承载电流、接触载荷以及滑动速度）条件下的载流摩擦学试验,对滚压处理后的铜试样的载流摩擦学行为展开研究,采用碳销作为对磨副。研究结果表明:（1）承载电流的增加会导致摩擦界面间电气黏着的增加,未处理的紫铜试样的摩擦系数呈线性增加的趋势,磨损黏着加剧,摩擦机制由磨粒磨损转变为磨粒磨损为主、疲劳磨损和黏着磨损共同作用;表面滚压处理试样的摩擦系数呈阶梯状下降并处于相对较低的水平,载流摩擦过程中的接触电阻比无处理试样平均降低了21.6%左右,累积电弧能量均降低了27.44%左右,其磨损机制由黏着磨损为主、磨粒磨损为辅转变为以黏着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损为辅。（2）摩擦载荷的增加会导致接触界面机械摩擦的增加,摩擦面犁沟现象明显,接触电阻和累积电弧能降低,未处理铜试样摩擦系数发生大幅降低,表面损伤严重,损伤机制由黏着磨损为主、磨粒磨损为辅转变为磨粒磨损为主、黏着磨损为辅;而滚压后的铜试样摩擦系数虽呈小幅度增加的趋势但仍小于无处理试样,损伤机制由黏着摩擦为主、磨粒磨损为辅转变为黏着磨损、磨粒磨损共同作用,表面损伤也相对较轻微。（3）滑动速度的改变则会引发载流界面中机械摩擦-电气侵蚀的耦合作用,未处理紫铜试样的接触表面发生电弧烧蚀氧化现象导致摩擦系数异常增加且处于较高水平,摩擦面损伤严重,碳销摩擦表面可观察到溅射现象,其磨损机制由磨粒磨损为主、电气氧化磨损与黏着磨损为辅逐渐转变为黏着磨损为主,磨粒磨损为辅;紫铜试样经过表面滚压加工处理后,在递增的摩擦剪切作用下表现出更为稳定且更低的摩擦系数及接触电阻,磨损过程受摩擦速度的影响较小,磨损机制为磨粒磨损与黏着磨损共同作用。
魏悦[2]（2021）在《不同载荷与转速下铜合金滑动轴承材料的摩擦磨损特性研究》文中进行了进一步梳理滑动轴承作为柴油机的关键零配件,可以避免活塞销与连杆之间的直接接触磨损,延长连杆使用寿命。随着柴油机不断向重载、高速、高比压的方向发展,对滑动轴承的极限承载、抗磨损、抗咬合和抗高温等方面提出了更高的要求,其使用寿命面临更加严峻的考验。实际应用中滑动轴承的常见失效方式为磨损失效,因此研究滑动轴承材料的摩擦磨损特性,对延长其使用寿命具有非常重要的意义。本文选取铜镍锡和锡青铜滑动轴承材料为研究对象,以活塞销材料12Cr Ni3A为对磨材料,分别进行销-盘式干摩擦磨损试验,开展了不同载荷和转速下的摩擦磨损特性研究,并利用扫描电镜、能谱仪和3D光学表面轮廓仪等微观检测手段对摩擦磨损试样表面形貌和元素成分进行了系统的分析,探讨了铜镍锡和锡青铜滑动轴承材料在不同条件下的主要磨损机理及其转变过程。研究表明,不同载荷和转速下,铜镍锡的摩擦系数波动较小,锡青铜的摩擦系数波动较大,铜镍锡的摩擦系数更为稳定。载荷不断增大时,铜镍锡和锡青铜的磨损量不断增加;转速不断增大时,铜镍锡和锡青铜的磨损量先减小后增加,同等试验条件下铜镍锡的磨损量始终小于锡青铜的磨损量。不同载荷和转速下,铜镍锡的主要磨损机理为磨粒磨损、氧化磨损和黏着磨损;锡青铜的主要磨损机磨粒磨损、疲劳磨损和黏着磨损。综上所述:铜镍锡的摩擦磨损性能优于锡青铜的摩擦磨损性能。
李晓栋[3]（2021）在《真空气相沉积Au薄膜及其真空载流摩擦学行为研究》文中进行了进一步梳理在航天装备系统中,滑动电接触部件被广泛应用,担负着电路系统中电流的接通、分断、导流、隔离的工作,发挥着重要的作用。随着装备发展对服役要求的不断提高,现役的空间导电润滑材料的寿命等性能已显现出明显不足。原因是:一方面,目前主要采用电镀法制备金基导电润滑涂层材料,膜层晶粒粗大,结构疏松,表面粗糙,力学性能低,寿命不足,同时电镀制备过程还涉及环境污染问题;另一方面,空间导电润滑材料服役环境极为复杂苛刻,除了常规的机械磨损问题,还涉及高真空、电弧等多因素的交互耦合损伤,摩擦磨损失效机制非常复杂,目前对其认识有限,另外常规的摩擦试验装置无法评价这样一个复杂过程。基于此本论文首先探索了利用磁控溅射技术制备Au薄膜,研究了不同负偏压和不同元素掺杂下对Au薄膜结构和力学性能的影响,建立了真空载流摩擦磨损评价条件,评价了结构和力学性能对薄膜真空载流摩擦学性能的影响;最后研究了电镀金涂层的摩擦学行为及其机理,对比了磁控溅射Au薄膜与传统电镀金涂层差异。本论文的研究结果如下:（1）采用磁控溅射技术在Au靶溅射电流为0.2A条件下制备了不同负偏压下的Au薄膜,发现随着负偏压的增大,晶粒由长条状分布变为颗粒状,粗糙度先降低后增加,力学性能得到了明显的改善;在负偏压100V时摩擦系数较低,接触电流和接触电压波动较小,磨损率较低,具有优异的真空载流摩擦学性能。（2）采用磁控溅射技术制备了掺杂不同元素（Cu、Ni）的Au薄膜,发现掺杂少量的Ni元素之后,改善了薄膜（111）晶面的择优取向度,晶粒尺寸较小,粗糙度较低,摩擦系数较低,电噪音信号波动较小,真空载流摩擦学性能优异。（3）研究了电镀金涂层真空载流摩擦学行为及其机理,在固定载荷下,随着电流的增加,接触电流噪音波动变大,接触趋于不稳定,磨损率增大,小电流时主要为黏着磨损和磨粒磨损,电流较大时产生电弧侵蚀。在固定电流,随着载荷增大,接触电流趋于稳定,磨损率降低,载荷过大时,磨损失效。磨损机制小载荷下的电气磨损为主导转向大载荷下机械磨损为主导。（4）相比于电镀法,磁控溅射法制备的金薄膜表现出明显光滑致密的结构特征,导电性、硬度、真空载流磨损率和接触电流噪音大幅改善。
李韶林,国秀花,宋克兴,冯孟奇,王旭[4]（2021）在《载流摩擦用铜基复合材料的研究现状及展望》文中研究表明随着航空航天、轨道交通、武器装备等领域的发展,载流摩擦副服役环境日益苛刻,损伤失效行为愈发复杂,对载流摩擦副材料的服役性能需求不断提高,要求材料兼具高强、高导、高耐磨、抗电蚀和抗高温软化等综合性能。铜基复合材料通过在铜基体中引入不同种类、形貌、尺寸的增强相,调控增强相含量、配比等物理特征参量和空间配置模式,各组分之间取长补短、协同作用,在保持铜基体优异传导性能的同时,实现高温性能和耐磨性能的突破,是载流摩擦副的理想材料。本文综述了载流摩擦损伤行为特征及对材料性能的要求,在此基础上,按增强相分类,阐述了铜基复合材料在载流摩擦学性能研究方面的研究进展,分析了不同增强相对其载流摩擦学性能的影响机理,最后对载流摩擦用铜基复合材料未来的研究进行了展望。
吴彼[5]（2021）在《钛合金表面二硼化钛涂层制备及其摩擦学行为研究》文中研究指明航空发动机压气机中铝基封严涂层的使用可以显着提高压气机气路密封性能。铝基封严涂层以自身的牺牲磨耗而实现保护钛合金叶尖的目的。但其在高速刮擦过程中易于大量粘着转移至叶尖表面,进而降低发动机转子系统运行稳定性。在钛合金叶尖表面沉积制备功能化抗粘着磨损涂层是抑制铝基封严涂层粘着转移的有效方法之一。本文采用闭合场非平衡磁控溅射工艺在钛合金基体表面制备TiB2涂层,通过工艺参数的优化,调控TiB2涂层结构与性能。在此基础上对TiB2涂层进行多层结构设计,进一步改善涂层的机械性能和摩擦学行为。而后使用摩擦磨损实验机模拟航空发动机压气机高温和高速工况,研究钛合金表面TiB2涂层与铝基封严涂层（工业纯铝）在磨损过程中Al的粘着转移行为及规律。全文通过实验分析,获得的主要结论如下:改变磁控溅射工艺参数中的靶基距可调控钛合金表面TiB2涂层成分、结构和硬度。靶基距由50 mm提高至200 mm,TiB2涂层结构由具有（001）晶面择优取向的致密无特征结构转变为（101）晶面择优取向的柱状晶结构,涂层硬度降低。同时,洛氏压痕法评价的TiB2涂层与钛合金基体结合强度得到大幅改善,结合强度评级由HF5级提高至HF1级。通过实验分析结果,提出基于涂层硬度和显微结构的膜基结合强度评价因子G,其与洛氏压痕法膜基结合强度评级能够良好对应。在不同溅射功率和基体偏压条件下,沉积涂层生长始终遵循总自由能最低原则。随溅射功率的提高或基体偏压的降低,生长涂层表面能和应变能相互竞争,使涂层由（001）择优取向转变为（101）择优取向。涂层显微结构、残余应力和硬度亦随之发生改变。此外,溅射功率和偏压的调整对涂层膜基结合强度和断裂韧性存在影响,并最终改变涂层的摩擦学行为。当溅射功率为500W,基体偏压为-60 V时,钛合金表面TiB2涂层体现出较佳的断裂韧性（1.99 MPa·mm1/2）和较低磨损率（3.30×10-5mm3N-1m-1）。对比分析涂层性能和磨损率,获得钛合金表面TiB2涂层与Si3N4球对摩的磨粒磨损耐磨性综合评价指标。通过有限元应力分析方法优化TiB2/Cr多层涂层层厚比Q的设计,参照有限元模型设计,采用磁控溅射工艺在钛合金基体表面制备TiB2/Cr多层涂层。多层结构使涂层内部残余压应力得到有效释放,涂层硬度降低,膜基结合强度和韧性得到改善。在Q=0.5时,由于TiB2/Cr多层涂层具有最小的等效应力集中面积和最佳的断裂韧性,因而获得优异的耐磨性,其磨损率仅为TiB2单层涂层的30%左右。采用高温销-盘摩擦磨损实验机评价模拟航空发动机压气机的高温工况下沉积TiB2涂层钛合金基体与工业纯铝对摩的粘着磨损行为。研究发现当温度升高至150℃时,由于TiB2涂层表面H3BO3润滑膜的形成,使摩擦系数处于较低水平。TiB2涂层磨痕表面Al粘着转移层覆盖率低于室温条件。随温度进一步提高至300℃,H3BO3润滑膜分解,摩擦系数升高,涂层磨痕表面Al粘着转移层覆盖率和转移层厚度亦大幅增加。Al销的涂抹和剪切机制相互竞争,共同决定涂层表面Al的粘着转移程度。此外,滑动速度的提高,促进Al销对Al粘着转移层的剪切去除,进而降低TiB2涂层磨痕表面Al粘着转移层覆盖率。最后,将涂层磨痕内Al粘着转移程度与Al销磨损程度进行归一化处理,获得给定对摩副的抗粘着磨损能力系数Ac,其可以更加准确的表征对摩副的抗粘着磨损性能。采用高速刮擦实验机评价模拟航空发动机压气机的高速工况下Ti6A14V叶尖和沉积TiB2涂层的Ti6A14V叶尖与Al-hBN封严涂层的高速刮擦磨损行为。通过对Al粘着的Ti6A14V叶尖界面进行表征和分析,建立Al粘着的Ti6A14V叶尖高速刮擦摩擦学界面反应和热应力分布模型。当刮擦线速度为300m/s时,Al粘着的Ti6A14V叶尖界面处存在梯度成分Ti-Al界面扩散反应层,可有效释放界面处的热应力,使Al粘着转移层和Ti6A14V叶尖紧密结合。因此在高刮擦线速度条件下,Al-hBN封严涂层向Ti6A14V叶尖粘着转移现象严重。采用磁控溅射工艺在Ti6A14V叶尖表面沉积制备TiB2涂层可有效抑制Al-hBN封严涂层的粘着转移现象。在高刮擦线速度下（300m/s）,TiB2改性钛合金叶尖表面存在较薄的Al粘着转移层,Al粘着转移层与TiB2涂层界面间会出现界面反应层。由TiB2/Al界面反应和热应力分布模型可发现,TiB2/Al界面处较薄的界面反应层使界面处产生较高的热应力,界面反应层和Al粘着转移层易与TiB2涂层发生剥离。因此沉积TiB2改性Ti6A14V叶尖表面Al粘着转移现象得到有效抑制。
李伟涛[6]（2021）在《工况条件对柱塞泵缸体材料摩擦学行为影响的研究》文中认为轴向柱塞泵作为液压系统中的核心装置,因其结构独特、耐高温等特点被广泛应用于石油开采、潜艇等领域,但目前机器面临高温、高速、重载等严苛工况,柱塞泵的服役寿命成为发展高端装备的关键因素。长期以来对柱塞泵摩擦副润滑特性的优化改进,是延长泵体服役寿命的有效方法。因此,增强柱塞副缸体材料的耐磨性、抗咬合性是延寿增效的关键。本文在保留斜盘式轴向柱塞泵力学和运动学基本特性的前提下,对其模型进行简化,获得柱塞副―环-块‖摩擦模型。对偶环选用GCr15轴承钢环,对偶块选用粉末冶金工艺方法制备的Cu Sn10、Cu Sn10Pb10、Cu Sn10Bi3、Cu Sn Pb24和Cu Pb30五种铜基复合材料,并在MRH-3型高速环-块磨损试验机上完成铜基复合材料的摩擦学性能测试试验。通过分析柱塞工作时摩擦副的润滑状态、表面形貌与柱塞倾角,得出柱塞副润滑情况与表面粗糙度对材料摩擦学性能的影响,基于上述分析首先研究摩擦副不同润滑条件对铜基复合材料摩擦学性能的影响,其次评价不同对偶环表面粗糙度对Cu Sn10Bi3磨损过程的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）和三维轮廓对摩擦表面进行表征,采用能谱仪（EDS）和电子探针（EPMA）对摩擦表面元素分布进行定量化分析,并采用激光动态散射仪对润滑油液进行粒径分析。结果表明:Cu Sn10Bi3相比传统锡青铜和高铅青铜具有较好的力学性能、摩擦学性能与抗咬合性能,Cu Sn10Bi3摩擦系数、体积磨损量与磨损率随着对偶环粗糙度的增大整体呈激增趋势,即对偶环粗糙度越大,摩擦特性曲线上升趋势越快,进入稳定磨损阶段与剧烈磨损阶段所需时间越短。在上述研究的基础上,借助ABAQUS有限元仿真软件建立三种尺寸的微凸体碰撞模型,重点考察摩擦接触界面应力分布情况,获悉粗糙度Ra0.01、Ra0.1和Ra0.8对应三种尺寸微凸体2对微凸体1摩擦碰撞的影响规律。综上所述,在不同的润滑条件和表面粗糙度下确定了摩擦学性能较优的Cu Sn10Bi3缸体材料,进一步改善了柱塞泵柱塞副缸体材料摩擦学性能,并定量化研究了Cu Sn10Bi3在不同粗糙度下的磨损机理。磨损过程中不同阶段产生的磨粒尺寸与仿真结果具有相关性,仿真方法在一定程度上可预测柱塞泵运行过程中铋青铜缸体在不同表面粗糙度下的磨损状况,为柱塞泵的发展提供了理论基础和工程指导。
张鹏[7]（2020）在《高铁用铜基粉末冶金闸片的设计，制备和摩擦行为研究》文中研究指明铜基粉末冶金闸片是保证高速度等级列车在紧急情况下制动安全的关键部件,但在高速重载条件下铜基制动闸片的摩擦系数会发生严重衰退并失稳,组元调控是解决这一问题的有效方法。然而,铜基制动闸片中繁多的组元在高速制动过程中的作用机理以及高速、高温下摩擦膜的演化以及失效过程尚没有被全面的揭示,这就限制了铜基制动闸片材料的开发以及性能的提高。本文以通过组元调控方法制备出满足高速重载条件下使用的铜基制动闸片为目标,首先模拟连续紧急制动实验,揭示了闸片中各组元的作用机理,得到了性能较好的基础闸片配方。组元作用机理及调控过程如下:研究了铜基体合金化的作用,发现预合金铜粉末（Cu-Fe,Cu-Cr,Cu-Fe-Ti）通过提高闸片材料强度促进低速低压下摩擦磨损性能的提升;铜镍合金化同时强化铜基体及摩擦膜,促进摩擦表面的稳定,从而提升高速高压下摩擦系数的稳定性;研究了铁粉种类及含量的作用,发现最佳Fe粉的种类及含量取决于其粒度和形貌。羰基Fe粉粒径小,等量的羰基Fe粉在闸片中产生的界面较多,强度低的片状粉末不能为基体提供足够的强度。雾化铁粉和铜包铁粉均具有合适的粒度和较高的强度,强化并稳定了摩擦表面,促进了连续高速紧急制动过程中摩擦系数的稳定。采用22 wt.%雾化铁粉最适宜;研究了金属硬质组元Cr和高碳CrFe粉的影响,发现二者均能提升闸片耐磨性以及高速高压下摩擦系数的大小。Cr粉对摩擦系数和耐磨性的提升效果强于高碳CrFe粉,而高碳CrFe粉有利于在不同制动条件下维持摩擦系数平稳性。因此进一步协同使用Cr粉和高碳CrFe提高闸片的制动性能。这是因为Cr在烧结过程中生成低强度多孔Cr,在高速制动过程中作为摩擦膜中细小氧化物的来源。高碳CrFe粉则更稳定,起承载载荷和强化摩擦亚表层的作用,二者协同作用提高摩擦表面稳定。采用Cr和高碳CrFe粉比例为1:1;研究了固体润滑组元石墨的影响,发现大粒度鳞片状石墨能提供良好的润滑,然而强度低易剥落,增加磨损量。而粒状石墨强度高,摩擦过程中钉扎在摩擦表面阻止裂纹拓展以及阻碍磨屑运动,提高摩擦系数大小和耐磨性,但是由于润滑性较差引起连续高速制动过程中摩擦系数的衰退。协同使用片状石墨和粒状石墨且比例为7:6;研究了固体润滑组元MoS2的影响,发现烧结过程中MoS2与基体中Cu和Fe反应,除了生成具有润滑作用的FeS和残余MoS2,生成的硬质相（Cu2Mo6S8,FeMo等）提高了摩擦表面塑性变形抗力,促进了摩擦表面的稳定性。而过度反应导致Fe颗粒粒度减小,基体不连续性增加,降低了摩擦表面变形阻力。在高能制动过程中,低变形阻力和加速的物质运动使得高MoS2含量的试样摩擦表面形成快速迁移的涡流结构摩擦膜,导致摩擦磨损性能失效。采用MoS2的含量为2 wt.%;研究了Al2O3纤维强化组元的影响,发现Al2O3纤维在低速低压下提高摩擦系数大小,在高速高压下有效地提高平均摩擦系数的稳定性,并最终使磨损量大幅度降低45%。这主要是由于Al2O3纤维突出于摩擦表面起第一平台的作用,阻碍了表面物质的快速转移并促进了高强度稳定的第二平台的形成。采用Al2O3纤维的含量为2 wt.%;其次,本文通过连续高速紧急制动实验以及高温摩擦实验,揭示了高速、高温下摩擦膜的演变以及摩擦磨损性能的失效机理,并进一步进行组元调控优化闸片材料基础配方。在连续紧急制动过程中,摩擦表面经历被氧化物覆盖,由富铜相和富铁相组成的局部近似层状摩擦膜,内部物质细化并混合均匀的摩擦膜以及最终摩擦膜掉落的过程。而盘磨损表面在温度达到600 ℃后开始生成双层结构并易转移的摩擦膜。铜在高温及高应力下的变形及软化对摩擦膜的演变起决定作用。摩擦界面间快速迁移、累积破坏的摩擦膜使得摩擦系数发生失稳、衰退并且磨损量异常升高。因此,除了已加入的Al2O3纤维能够阻止摩擦表面物质迁移,强化摩擦表面之外,增大闸片中主要硬质颗粒Cr和高碳CrFe的粒度,阻碍闸片表面摩擦膜的迁移并且加大磨粒磨损及时去除盘表面的富铜转移物,以降低高速高温下摩擦系数的严重衰退及失稳。综上,利用组元调控的方法,成功设计并优化出了一种闸片材料配方。1:1台架实验结果表明:在50-380km/h速度范围内,新研制闸片的摩擦系数均满足TJ/CL307-2019标准中B.3的要求,并且在380km/h时平均摩擦系数也维持在0.35-0.40,总磨耗（0.15 cm3/MJ）较标准规定值（0.35 cm3/MJ）下降了 5 7%。此外,与商用闸片相比,新研制闸片仍然具有更高且受压力变化影响更小的平均摩擦系数,并且盘表面出现的最高温度也更低,这表明新研制闸片不仅满足350km/h速度等级高铁列车制动要求,更有进一步应用在更高速度等级列车上的前景。
刘雅玄[8]（2020）在《低温固化粘接纳米陶瓷涂层制备、性能及其机理研究》文中指出陶瓷涂层由于具有优异的耐热、耐磨和耐腐蚀性能在金属保护领域受到越来越多的关注。然而目前使用固相反应法制备粘接陶瓷涂层基本上是基于高温固化,固化工艺繁琐且耗时耗能,因而难以应用于大型工业设备。为降低涂层固化温度,本文探讨了固化温度对涂层耐腐蚀性能的影响,研究了无机固化剂和纳米二氧化钛等添加剂对涂层固化温度影响的基本规律,以及涂层厚度对其耐腐蚀、耐磨等性能的影响,系统地分析了涂层性能与制备工艺的关系,从而确定较优的低温固化陶瓷涂层制备工艺。首先,研究了纳米二氧化钛含量和固化温度对粘接陶瓷涂层耐腐蚀性能的影响。由电化学阻抗谱结果可知,随着固化温度的增加（150 oC、200 oC和250 oC）,最低频率处阻抗值(fmin=0.01 Hz)成倍增加。此外,对于固体粉末中含有3 wt%、6 wt%和9 wt%纳米二氧化钛颗粒的涂层,最低频率处阻抗值均高于无纳米颗粒的涂层。结果表明涂层在低固化温度下（250 oC以下）的耐腐蚀性能主要与Al H3（PO4）2.3H2O和Al PO4之间的质量比（CAA）有关,随着CAA值的增加而降低。这是因为粘接相Al PO4可以给陶瓷颗粒之间提供强大的粘接力,从而提高涂层的强度。此外,一定范围内纳米二氧化钛的添加和固化温度的提高均有利于增强粘接陶瓷涂层的耐腐蚀性能。纳米二氧化钛的添加导致形成更多的粘接相Al PO4,使涂层微观结构更紧凑。纳米二氧化钛和粘接相Al PO4具有低密度和易分布在涂层表面的性质,可以有效地防止涂层被自由氯离子破坏。其次,探讨了无机固化剂种类对粘接陶瓷涂层腐蚀和摩擦磨损等性能的影响。由电化学和摩擦磨损试验结果知,含有不同无机固化剂涂层（氧化镁、氧化钙、氧化锌和氧化铝）的腐蚀、摩擦行为与粘接相Al PO4和氧化铝之间的质量比（RAA）有关。结果表明RAA值对涂层腐蚀和摩擦性能的影响存在一个最佳点。在最佳点之前,涂层的腐蚀和摩擦性能随RAA值增加而增加;在最佳点之后,涂层耐腐蚀和耐磨性能再次降低。这是因为随着RAA值的增加,陶瓷颗粒被一定量的粘接相Al PO4包围。陶瓷颗粒之间的结合强度较高、缺陷较少,从而保证了粘接陶瓷涂层的良好性能。然而,由于粘接相Al PO4的力学性能和耐蚀性均低于氧化铝颗粒,因此具有过高RAA值的涂层使用性能较差。然后,分析了不同厚度粘接陶瓷涂层的腐蚀和摩擦磨损行为,揭示了粘接陶瓷涂层厚度对涂层性能的影响机理。由电化学和摩擦磨损试验结果可知,随着涂层厚度（100μm、200μm和300μm）的增加,涂层极化电阻值增加,磨损率降低。此外,涂层浸泡在3.5wt%氯化钠溶液中12 h、24 h、36 h和48 h后其耐腐蚀效率值增加,表明随着腐蚀时间的延长,涂层的保护效率提高,说明在长期使用中,粘接陶瓷涂层仍能有效地保护低碳钢不受侵害。因此制备适当厚度的涂层有助于提高涂层的性能,不仅可以阻止腐蚀介质侵入涂层内部与基体表面接触;且可以保证陶瓷涂层的硬度和断裂韧性,进而有助于提高涂层的耐磨性能。另外涂层在腐蚀环境中的失效机理为:由于电解质的入侵,粘接陶瓷涂层表面和截面出现一些孔洞,随着腐蚀时间的延长,涂层开始脱层,腐蚀环境和涂层之间形成直接路径导致其耐蚀性下降。最后,构建了瞬态有限元模型模拟分析不同厚度涂层在摩擦磨损过程中的应力应变情况,并通过J.H.Zhao弹塑性理论对模型的可靠性进行了验证。结果表明不同厚度涂层在摩擦磨损过程中小球与涂层接触位置的最大应力值随涂层厚度的增加而降低。此外,随着涂层厚度的增加,其在摩擦磨损过程中所承受的等效应力值降低,进而有效地阻止了裂纹的产生和延伸,使得涂层不易被破坏,进一步验证了摩擦磨损试验结果。特别地,随着涂层厚度的增加,其在摩擦磨损过程中的等效塑性应变值明显降低。分析其原因主要是涂层厚度增加,涂层-基体的等效硬度增加,从而抵抗外物压入物体的能力增强。
李文虎[9]（2020）在《多相Mo-Si-B-La2O3合金的制备及其高温氧化与摩擦磨损性能研究》文中指出新型Mo-Si-B合金由于具有熔点高、硬度高和耐腐蚀性能好等优点,在航空航天、能源动力等领域用高温结构件具有良好的应用前景。目前,Mo-Si-B合金亦存在室温断裂韧性与高温强度之间负相关关系的问题,另外对其摩擦磨损行为的研究还很有限。为满足工程领域对高温结构材料综合性能的需求,不仅要其具有优良的综合力学性能,同时具备较好的抗氧化和摩擦磨损性能。本文借助La2O3所产生的稀土效应来改善和提高Mo-Si-B合金的微观组织与性能,通过对Mo-Si-B-La2O3合金的微观组织观察和性能测试,研究了不同α-Mo相含量和La2O3掺杂量对合金的微观组织、力学性能、高温氧化及摩擦磨损行为的影响规律,揭示了合金的强韧化机制、抗氧化和摩擦磨损机制。设计并制备了不同α-Mo相含量以及不同La2O3掺杂量的多相Mo-Si-B-La2O3合金,其中,使用液-液掺杂方法首先制备了 Mo-La2O3合金粉体,并以此为原料,与Si粉、B粉按照不同的化学计量配比进行配料,获得内含La2O3的Mo-Si-B混合粉体。结合机械合金化和热压烧结工艺分别制备了 α-Mo-Mo3Si-Mo5SiB2基和Mo3Si-Mo5SiB2-Mo5Si3基Mo-Si-B-La2O3合金。对所制备合金的微观组织观察发现,采用液-液掺杂的Mo-La2O3合金粉体能确保掺杂的La2O3颗粒最终以纳米尺寸分布在α-Mo、Mo3Si与Mo5SiB2相的晶粒内部,而且部分颗粒也分布在各相的相界面与晶界处。对多相Mo-Si-B-La2O3合金的维氏硬度、断裂韧性、抗弯强度和抗压强度进行的分析和测试结果表明,随着Si和B含量的增加,合金的硬度、抗压强度逐渐增大,而抗弯强度和断裂韧性逐渐减小。在外加载荷作用下,试样没有发生明显的屈服与塑性变形,即试样在应力达到最大值时发生突然断裂,断口形貌具有脆性材料断裂的典型特征,表现出穿晶断裂和沿晶断裂的混合形貌。存在于金属α-Mo相中的纳米La2O3颗粒一方面能起到阻碍位错运动,强化合金的作用,另一方面,La2O3颗粒的拔出能消耗部分断裂能,并诱发α-Mo相的穿晶断裂,耗散裂纹扩展能,起到改善合金韧性的作用。然而,合金中硬脆性的Mo3Si、Mo5SiB2和Mo5Si3金属间化合物相随Si和B含量的增加而逐渐增多,具有较好延性的α-Mo相的含量则相应减少。由于较少的金属相无法完整的包裹La2O3颗粒,导致存在于金属间化合物或相界面处的La2O3颗粒数量显着增加,硬脆的第二相存在于界面处会导致其结合性降低,容易在外力作用下产生裂纹或应力集中,发生沿界面的解离。对多相Mo-Si-B-La2O3合金的抗氧化性能进行了测试和分析,结果表明,合金在1000℃与1100℃氧化时,Si和B含量较低的Mo-10Si-7B-La2O3合金与Mo-12Si-8.5B-La2O3合金的氧化失重速率呈典型的直线型或类直线型规律,而Si和B含量较高的Mo-14Si-9.8B-La2O3合金与Mo-25Si-8.5B-La2O3合金试样恒温氧化过程则包括氧化初期的快速失重和氧化中后期的相对稳定阶段。随La2O3含量的增加,各合金氧化失重降低,表现出更好的抗氧化性能。氧化试验后,各合金的氧化膜的形貌与组成表现出明显差异,Mo-10Si-7B-La2O3合金表面没有生成硼硅玻璃相,而是由垂直于合金表面方向生长的氧化物组成;Mo-12Si-8.5B-La2O3合金与Mo-14Si-9.8B-La2O3合金表面氧化层具有外层的硼硅玻璃相和内层的氧化物层双层结构;Mo-25Si-8.5B-La2O3合金表面形成的硼硅玻璃相与合金基体之间仅见少量的细小氧化物颗粒。抗氧化机制的分析表明,La2O3颗粒通过钉扎氧化产物MoO3,而抑制MoO3的挥发,并且通过阻止Mo4+、Si4+、B3+等离子通过晶界的扩散,降低氧化速度,促进硼硅玻璃相的形成,从而提高Mo-Si-B-La2O3合金的抗氧化性能。对多相Mo-Si-B-La2O3合金的摩擦磨损性能进行了测试和分析,结果表明,随着La2O3含量的增加,Mo-Si-B合金的摩擦系数均增大,内含α-Mo的多相Mo-Si-B-La2O3合金的体积磨损率逐渐增大,而Mo-25Si-8.5B-La2O3合金的体积磨损率则先增大后减小。室温摩擦时,Mo-Si-B-0.3La2O3合金的摩擦系数随载荷的增加而减小,随滑动速度的增加先减小后增大;体积磨损率随载荷和滑动速度的增加均增大。高温摩擦时,Mo-Si-B-0.3La2O3合金的摩擦系数随温度的升高而减小,体积磨损率随温度的升高不断增大。依据不同载荷和滑动速度条件下,α-Mo、Mo3Si、Mo5SiB2和Mo5Si3各相的磨损率及其在Mo-Si-B-La2O3合金中体积分数的不同,探讨了合金的磨损机制。室温下合金在低滑动速度低载荷时以轻微磨粒磨损和犁沟磨损为主;随滑动速度和载荷的增加,发生由轻微的磨粒磨损向疲劳磨损和磨粒磨损转变的趋势;在高滑动速度高载荷时,形成以包括疲劳磨损、磨粒磨损和剥落磨损在内的多种磨损机制共同作用。高温下合金的磨损开始以氧化磨损和犁沟磨损为主,伴随着氧化物颗粒的脱落和裂纹的萌生,转变为磨粒磨损和疲劳磨损,最后演变为较为严重的剥落磨损。
邹泽玉[10]（2020）在《过渡金属掺杂的石墨烯铜基复合材料第一性原理计算及性能研究》文中认为作为航空航天、新能源汽车等领域电接触部位的关键材料,石墨烯铜基复合材料的研究是目前科研工作者的研究热点之一。但实际制备及应用过程中仍然存在石墨烯难以有效分散与铜碳界面结合差的难题,且国内外对于石墨烯铜基复合材料强化机制和抗磨机理仍缺乏深入研究,同时对于第一性原理在石墨烯铜基复合材料的应用鲜有研究。为了克服现有石墨烯铜基复合材料因自身缺陷导致材料力学和摩擦学性能无法大幅度提升的问题,本文基于过渡金属与石墨烯较强的亲和力的特点,开展了对过渡金属原子与石墨烯之间的第一性原理计算、过渡金属掺杂石墨烯纳米片铜基复合材料的制备、复合材料性能研究、强化机制及抗磨机理研究,主要研究内容如下:（1）运用第一性原理计算钛（Ti）、钴（Co）、镍（Ni）在石墨烯表面不同吸附位的吸附能及电子结合情况。结果表明,Ti、Co、Ni与石墨烯C原子间吸附作用大小依次为Ti-C>Co-C>Ni-C,钴是三种过渡金属中最为理想的掺杂物。构建了Co掺杂石墨烯铜基复合材料的界面模型,并对界面处电子态密度进行计算。结果表明,Co掺杂的复合材料界面原子电子态密度在费米能级附近高于未掺杂石墨烯铜基复合材料界面,从而增强了界面的结合强度。（2）系统对比了不同过渡金属含量掺杂的石墨烯铜基复合材料性能的影响规律。研究发现随着过渡金属含量的增加,电学及热学性能呈下降趋势;复力学及摩擦学性能呈现先升高后下降的趋势,其中0.25%过渡金属添加量、0.2%GNPs添加量复合材料性能最佳。不同过渡金属中Co掺杂复合材料性能表现最为优异,其中Cu+0.2GNPs+0.25Co的维氏硬度为83.9 HV,弹性模量为232.58 GPa,压缩强度为505.66MPa,较纯铜材料分别提高了55.3%、154.3%和37.6%。Cu+0.2GNPs+0.25Co材料摩擦系数为0.192,相比较纯铜的摩擦系数（0.64）显着降低。（3）结合多种表征手段,从材料微观结构、宏观性能等方面深入分析过渡金属掺杂石墨烯铜基复合材料的力学强化机制,并研究了过渡金属掺杂石墨烯铜基复合材料抗磨机理。结果表明,力学性能的提升归因于细晶强化和位错强化;抗磨性能提高归因于过渡金属与石墨烯协同增强,石墨烯层间滑移为复合材料持续提供稳定的石墨烯润滑膜,保持相对稳定的低摩擦系数。
二、Mechanical properties and tribological behavior of a cast heat-resisting copper based alloy（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Mechanical properties and tribological behavior of a cast heat-resisting copper based alloy（论文提纲范文）
（1）表面机械滚压处理（SMRT）对接触网铜导线载流摩擦性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及课题意义 |
| 1.1.1 弓网系统概述 |
| 1.1.2 弓网载流摩擦学行为研究进展 |
| 1.1.3 接触网导线材料及其强化方法 |
| 1.2 表面机械滚压技术(SMRT) |
| 1.3 研究意义及主要内容 |
| 第二章 试样制备及试验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试样制备 |
| 2.4 组织观察及力学性能表征 |
| 2.4.1 组织观察 |
| 2.4.2 力学性能表征 |
| 2.5 载流摩擦学性能测试 |
| 2.5.1 载流摩擦学实验 |
| 2.5.2 磨损区域观察 |
| 2.5.3 试验结果与数据处理 |
| 第三章 滚压试样强塑变层性能表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 梯度结构层组织演变 |
| 3.2.1 金相组织 |
| 3.2.2 TEM观察 |
| 3.2.3 EBSD观察 |
| 3.3 梯度纳米结构硬度分析 |
| 3.3.1 维氏硬度测试 |
| 3.3.2 纳米压痕测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 滚压/未滚压试样在不同电流大小下的载流摩擦磨损性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有无电流对滚压强化结构的载流摩擦性能的影响 |
| 4.2.1 摩擦系数 |
| 4.2.2 损伤形貌 |
| 4.3 电流大小对滚压强化结构的载流摩擦性能的影响 |
| 4.3.1 摩擦系数 |
| 4.3.2 载流性能 |
| 4.3.3 损伤形貌 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 摩擦参数对滚压强化结构的载流摩擦性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 接触载荷对滚压强化结构的载流摩擦性能的影响 |
| 5.2.1 摩擦系数 |
| 5.2.2 载流性能 |
| 5.2.3 损伤形貌 |
| 5.3 滑动速度对滚压强化结构的载流摩擦性能的影响 |
| 5.3.1 摩擦系数 |
| 5.3.2 载流性能 |
| 5.3.3 损伤形貌 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）不同载荷与转速下铜合金滑动轴承材料的摩擦磨损特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 铜合金滑动轴承摩擦磨损研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 滑动摩擦磨损基本理论 |
| 2.1 常见的摩擦理论 |
| 2.1.1 分子吸引理论 |
| 2.1.2 机械啮合理论 |
| 2.1.3 分子机械理论 |
| 2.1.4 黏着磨损理 |
| 2.2 摩擦学试验与影响摩擦的因素 |
| 2.2.1 摩擦学试验方法与装置 |
| 2.2.2 法向压力的影响 |
| 2.2.3 滑动速度的影响 |
| 2.2.4 温度的影响 |
| 2.3 磨损机理的分类 |
| 2.3.1 黏着磨损 |
| 2.3.2 磨粒磨损 |
| 2.3.3 疲劳磨损 |
| 2.3.4 腐蚀磨损 |
| 3 材料与方法 |
| 3.1 试验材料 |
| 3.1.1 材料的选择 |
| 3.1.2 试件的制备 |
| 3.2 试验方法 |
| 3.2.1 试验方案 |
| 3.2.2 试验设备 |
| 3.2.3 试验流程 |
| 4 铜合金滑动轴承材料的摩擦磨损性能研究 |
| 4.1 不同载荷下的摩擦系数变化 |
| 4.2 不同转速下的摩擦系数变化 |
| 4.3 载荷对磨损量的影响 |
| 4.4 转速对磨损量的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 铜合金滑动轴承材料的磨面形貌及磨损机理分析 |
| 5.1 不同载荷下的磨面形貌及磨损机理 |
| 5.1.1 不同载荷下铜镍锡合金的磨面形貌及磨损机理 |
| 5.1.2 不同载荷下锡青铜合金的磨面形貌及磨损机理 |
| 5.2 不同转速下的磨面形貌及磨损机理 |
| 5.2.1 不同转速下铜镍锡合金的磨面形貌及磨损机理 |
| 5.2.2 不同转速下锡青铜合金的磨面形貌及磨损机理 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）真空气相沉积Au薄膜及其真空载流摩擦学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 电接触 |
| 1.3 滑动电接触材料的要求 |
| 1.4 滑动电接触材料研究现状 |
| 1.5 电接触材料的制备工艺的研究现状 |
| 1.6 影响载流摩擦磨损的因素及其失效机制 |
| 1.7 论文的研究内容 |
| 第2章 真空气相沉积Au薄膜的制备、表征和薄膜性能研究 |
| 2.1 真空气相沉积Au薄膜的制备 |
| 2.2 真空气相沉积Au薄膜的表征 |
| 2.3 不同负偏压对Au薄膜的性能研究 |
| 2.3.1 负偏压对薄膜结构的影响 |
| 2.3.2 负偏压对薄膜力学性能的影响 |
| 2.3.3 负偏压对薄膜真空载流摩擦学性能的影响 |
| 2.4 不同元素掺杂的Au薄膜性能研究 |
| 2.4.1 不同元素掺杂对薄膜结构的影响 |
| 2.4.2 不同元素掺杂对薄膜力学性能的影响 |
| 2.4.3 不同元素掺杂对薄膜真空载流摩擦学性能的影响 |
| 第3章 Au薄膜的摩擦学行为及其机理研究 |
| 3.1 中载荷不同电流下电镀Au的摩擦学性能 |
| 3.2 小电流不同载荷下电镀Au的摩擦学性能 |
| 3.3 大电流不同载荷下电镀金的摩擦学性能 |
| 3.4 磁控溅射Au薄膜和电镀Au涂层的摩擦学行为 |
| 3.4.1 结构的差异 |
| 3.4.2 机械性能的差异 |
| 3.4.3 摩擦学性能的差异 |
| 第4章 结论与展望 |
| 4.1 本论文主要内容和结论 |
| 4.2 存在的问题以及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历及其攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究结果 |
（4）载流摩擦用铜基复合材料的研究现状及展望（论文提纲范文）
| 1 载流摩擦概述 |
| 2 载流摩擦损伤行为及材料性能要求 |
| 2.1 载流摩擦损伤行为 |
| 1)机械磨损 |
| 2)电弧侵蚀 |
| 3)机械/电弧耦合损伤 |
| 2.2 载流摩擦对材料性能的要求 |
| 3 载流摩擦用铜基复合材料 |
| 3.1 颗粒/铜基复合材料 |
| 3.2 碳材料/铜基复合材料 |
| 1)石墨/铜基复合材料 |
| 2)碳纤维/铜基复合材料 |
| 3)碳纳米管/铜基复合材料 |
| 4)石墨烯/铜基复合材料 |
| 5)金刚石/铜基复合材料 |
| 3.3 硫化物/铜基复合材料 |
| 3.4 多元多尺度增强相铜基复合材料 |
| 4 展望 |
| 4.1 铜基复合材料的载流摩擦损伤机制研究 |
| 4.2 基于服役条件的新型铜基复合材料体系开发 |
| 4.3 铜基复合材料先进制备加工技术 |
（5）钛合金表面二硼化钛涂层制备及其摩擦学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 粘着磨损和抗粘着磨损涂层 |
| 1.2.1 粘着磨损和摩擦副间的材料转移 |
| 1.2.2 固体润滑抗粘着磨损层 |
| 1.2.3 过渡族金属氮化物和硼化物抗粘着磨损涂层 |
| 1.3 二硼化钛陶瓷涂层 |
| 1.3.1 二硼化钛陶瓷的晶体结构和化学键组成 |
| 1.3.2 二硼化钛陶瓷的物理和化学性能 |
| 1.3.3 二硼化钛涂层的成分、结构与机械性能 |
| 1.3.4 二硼化钛涂层抗铝粘着磨损 |
| 1.4 二硼化钛涂层制备工艺及涂层生长机制 |
| 1.4.1 化学气相沉积 |
| 1.4.2 物理气相沉积 |
| 1.4.3 溅射沉积涂层生长模型 |
| 1.5 航空发动机中钛合金叶片与封严涂层的高速刮擦行为 |
| 1.5.1 封严涂层及其分类 |
| 1.5.2 高速刮擦条件下叶片与封严涂层间材料的转移行为 |
| 1.6 论文的研究目的与研究内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 钛合金表面二硼化钛涂层沉积装置与表征评价方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 闭合场非平衡磁控溅射沉积装置及工艺 |
| 2.3 二硼化钛涂层成分与结构表征方法 |
| 2.4 二硼化钛涂层性能表征和摩擦学行为评价方法 |
| 第3章 靶基距对二硼化钛涂层结构和性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 涂层沉积制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 涂层成分和结构 |
| 3.3.2 涂层硬度和膜基结合强度 |
| 3.3.3 基于涂层显微结构和机械性能的膜基结合强度评价因子 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 溅射功率和偏压对二硼化钛涂层结构、性能和摩擦学行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 涂层沉积制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 功率对涂层成分和结构的影响 |
| 4.3.2 功率对涂层性能的影响 |
| 4.3.3 功率对涂层摩擦学行为的影响 |
| 4.3.4 偏压对涂层成分和结构的影响 |
| 4.3.5 偏压对涂层性能的影响 |
| 4.3.6 偏压对涂层摩擦学行为的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 多层结构二硼化钛涂层设计及性能优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多层结构涂层有限元设计和沉积制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 多层涂层的有限元受力分析 |
| 5.3.2 多层涂层的相结构和显微结构 |
| 5.3.3 多层涂层的残余应力和硬度 |
| 5.3.4 多层涂层的膜基结合强度和韧性 |
| 5.3.5 多层涂层的摩擦学行为 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 钛合金表面二硼化钛涂层与工业纯铝的高温摩擦磨损行为 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 涂层沉积制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 温度对摩擦系数的影响 |
| 6.3.2 温度对涂层表面铝粘着程度和工业纯铝磨损量的影响 |
| 6.3.3 速度对摩擦系数的影响 |
| 6.3.4 速度对涂层表面铝粘着程度和工业纯铝磨损量的影响 |
| 6.3.5 单层涂层和多层涂层高温摩擦学行为比较 |
| 6.3.6 钛合金表面二硼化钛涂层的抗铝粘着能力系数 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 二硼化钛改性钛合金叶尖与Al-hBN封严涂层的高速磨损行为 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 涂层沉积制备 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 Al-hBN封严涂向钛合金叶尖的粘着转移行为 |
| 7.3.2 钛合金叶尖与Al-hBN封严涂层高速刮擦界面反应 |
| 7.3.3 二硼化钛改性钛合金叶尖抗Al粘着转移机制 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 全文结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简介 |
（6）工况条件对柱塞泵缸体材料摩擦学行为影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号注释表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 摩擦副润滑特性与结构优化 |
| 1.2.2 摩擦副磨损机理 |
| 1.2.3 铜基复合材料材料 |
| 1.2.4 材料表面工程改性 |
| 1.3 课题来源及研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 摩擦模型建立及试验准备 |
| 2.1 斜盘式轴向柱塞泵润滑机理及模型建立 |
| 2.1.1 柱塞力学分析 |
| 2.1.2 柱塞运动学分析 |
| 2.1.3 柱塞副摩擦模型建立 |
| 2.2 铜基复合材料的制备及力学性能测试 |
| 2.2.1 铜基复合材料的制备 |
| 2.2.2 铜基复合材料性能测试 |
| 2.3 表面粗糙度的制备 |
| 2.4 摩擦磨损性能测试 |
| 2.4.1 测试条件 |
| 2.4.2 测试方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 润滑条件对铜基复合材料摩擦学性能的影响 |
| 3.1 柱塞在缸孔内的润滑状态 |
| 3.2 全油润滑对铜基复合材料摩擦学性能的影响 |
| 3.3 少油润滑对铜基复合材料摩擦学性能的影响 |
| 3.4 缺油润滑对铜基复合材料摩擦学性能的影响 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 对偶面粗糙度对铜基复合材料磨损过程的影响 |
| 4.1 表面粗糙度对摩擦系数的影响 |
| 4.2 不同磨损阶段3#试样的磨损情况 |
| 4.3 磨粒分析 |
| 4.4 表面形貌分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 摩擦碰撞过程的有限元仿真 |
| 5.1 微凸体的弹性接触模型 |
| 5.2 微凸体接触有限元模型的建立 |
| 5.2.1 物理量单位的约定 |
| 5.2.2 材料属性的定义 |
| 5.2.3 设置分析步 |
| 5.2.4 划分网格 |
| 5.2.5 定义相互作用 |
| 5.2.6 定义边界条件和载荷 |
| 5.2.7 提交分析作业 |
| 5.3 计算结果与分析 |
| 5.4 误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要结论 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
（7）高铁用铜基粉末冶金闸片的设计，制备和摩擦行为研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 列车制动闸片材料的发展 |
| 2.1.1 铸铁基制动闸瓦 |
| 2.1.2 有机制动闸片 |
| 2.1.3 金属基制动闸片 |
| 2.2 高速列车用铜基粉末冶金闸片 |
| 2.2.1 铜基粉末冶金闸片的组成 |
| 2.2.2 摩擦表面 |
| 2.2.3 制动条件的影响 |
| 2.3 选题意义及研究内容 |
| 2.3.1 课题来源 |
| 2.3.2 选题意义 |
| 2.3.3 研究内容 |
| 3 实验方法 |
| 3.1 实验材料及制备 |
| 3.2 测试方法 |
| 3.2.1 密度及相对密度 |
| 3.2.2 硬度 |
| 3.2.3 微观结构 |
| 3.2.4 物相分析 |
| 3.2.5 摩擦磨损性能 |
| 4 铜基体合金化对铜基制动闸片性能的影响 |
| 4.1 预合金铜粉末对铜基制动闸片性能的影响 |
| 4.1.1 预合金粉末的析出特性 |
| 4.1.2 预合金粉末对闸片性能的影响 |
| 4.2 外加镍对闸片性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 金属摩擦组元对铜基制动闸片性能的影响 |
| 5.1 铁粉类型及含量对闸片性能的影响 |
| 5.2 铬粉对铜基闸片性能的影响 |
| 5.3 高碳铬铁粉对铜基闸片性能的影响 |
| 5.4 铬和高碳铬铁粉的比例对铜基闸片性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 固体润滑组元对铜基制动闸片性能的影响 |
| 6.1 鳞片状石墨与粒状石墨比例对闸片性能的影响 |
| 6.2 增大鳞片石墨粒度对闸片性能的影响 |
| 6.3 石墨表面镀镍对闸片性能的影响 |
| 6.4 二硫化钼对闸片性能的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 纤维对铜基闸片材料性能的影响 |
| 7.1 氧化铝纤维对闸片性能的影响 |
| 7.2 碳纤维对闸片性能的影响 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 摩擦表面物质的演变规律及对制动性能的影响 |
| 8.1 摩擦膜与摩擦系数的衰退行为 |
| 8.2 摩擦膜在高温下的演变 |
| 8.2.1 铜基闸片表面的物质变化 |
| 8.2.2 制动盘表面的物质变化 |
| 8.3 摩擦膜的成分与结构 |
| 8.4 本章小结 |
| 9 高铁列车制动闸片的制备及1:1台架试验 |
| 9.1 基础配方的筛选 |
| 9.2 闸片成分的优化 |
| 9.3 1:1台架实验 |
| 9.3.1 闸片及闸片组的结构 |
| 9.3.2 台架试验条件 |
| 9.4 台架实验结果 |
| 9.4.1 平均摩擦系数 |
| 9.4.2 磨耗性能 |
| 9.4.3 瞬时摩擦系数 |
| 9.4.4 盘摩擦表面温度 |
| 9.4.5 摩擦表面状态 |
| 9.5 本章小结 |
| 10 结论 |
| 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）低温固化粘接纳米陶瓷涂层制备、性能及其机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 粘接陶瓷涂层研究 |
| 1.2.1 粘接陶瓷涂层的组成成分及制备方法 |
| 1.2.2 粘接陶瓷涂层的固化机理 |
| 1.2.3 粘接陶瓷涂层性能的评判标准 |
| 1.2.4 粘接陶瓷涂层性能的影响因素 |
| 1.3 涂层制备研究进展 |
| 1.3.1 固化温度对涂层性能影响机理研究 |
| 1.3.2 添加剂对涂层热性能影响机理研究 |
| 1.3.3 涂层厚度对涂层性能影响机理研究 |
| 1.4 主要研究内容及研究意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究目的及意义 |
| 第二章 低温固化粘接陶瓷涂层制备及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料及涂层制备 |
| 2.2.1 试验材料及设备 |
| 2.2.2 不同固化温度纳米二氧化钛增强涂层制备 |
| 2.2.3 不同固化剂涂层制备 |
| 2.2.4 不同厚度涂层制备 |
| 2.3 表征测试 |
| 2.3.1 热性能 |
| 2.3.2 微观形貌 |
| 2.3.3 物相组成 |
| 2.4 表征结果分析 |
| 2.4.1 不同固化温度纳米二氧化钛增强涂层表征分析 |
| 2.4.2 不同固化剂涂层表征分析 |
| 2.4.3 不同厚度涂层表征分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 低温固化粘接陶瓷涂层腐蚀行为及其机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验方法 |
| 3.2.1 湿润性测试 |
| 3.2.2 电化学性能测试 |
| 3.3 不同固化温度纳米二氧化钛增强粘接陶瓷涂层腐蚀性能研究 |
| 3.3.1 不同固化温度纳米二氧化钛增强涂层腐蚀性能分析 |
| 3.3.2 固化温度和纳米二氧化钛含量对涂层腐蚀性能的增强机理研究 |
| 3.4 不同固化剂粘接陶瓷涂层腐蚀性能研究 |
| 3.4.1 不同固化剂涂层腐蚀性能分析 |
| 3.4.2 固化剂种类对涂层腐蚀性能的增强机理研究 |
| 3.5 不同厚度粘接陶瓷涂层腐蚀性能研究 |
| 3.5.1 不同厚度涂层腐蚀性能分析 |
| 3.5.2 涂层厚度对涂层腐蚀性能的增强机理研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 低温固化粘接陶瓷涂层摩擦磨损行为及其机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.2.1 硬度测试 |
| 4.2.2 摩擦学试验 |
| 4.2.3 拉伸试验 |
| 4.2.4 纳米压痕试验 |
| 4.2.5 有限元模型建立 |
| 4.3 不同固化剂粘接陶瓷涂层摩擦磨损性能研究 |
| 4.3.1 不同固化剂涂层摩擦性能分析 |
| 4.3.2 固化剂种类对涂层摩擦磨损性能的增强机理研究 |
| 4.4 不同厚度粘接陶瓷涂层摩擦磨损性能研究 |
| 4.4.1 不同厚度涂层摩擦性能分析 |
| 4.4.2 涂层厚度对涂层摩擦磨损性能的增强机理研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 主要结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 :作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
（9）多相Mo-Si-B-La2O3合金的制备及其高温氧化与摩擦磨损性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高温合金的研究进展 |
| 1.2.1 高温合金的分类及强化机理 |
| 1.2.2 高温合金的制备工艺研究 |
| 1.3 Mo-Si-B合金的研究进展 |
| 1.3.1 Mo-Si-B合金的相组成与结构 |
| 1.3.2 Mo-Si-B合金的力学性能研究 |
| 1.3.3 Mo-Si-B合金的高温抗氧化与摩擦磨损性能研究 |
| 1.3.4 Mo-Si-B合金的制备 |
| 1.4 研究的目的、意义和内容 |
| 1.4.1 研究的目的和意义 |
| 1.4.2 研究的主要内容 |
| 2 试验材料及方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Mo-Si-B-La_2O_3合金成分设计 |
| 2.2.1 合金成分的确定依据 |
| 2.2.2 试验成分设计 |
| 2.3 Mo-Si-B合金的制备与技术路线 |
| 2.3.1 原始粉料选择 |
| 2.3.2 粉料球磨处理 |
| 2.3.3 真空热压烧结 |
| 2.4 性能测试与表征 |
| 2.4.1 粉体粒度测试 |
| 2.4.2 密度测试 |
| 2.4.3 硬度测试 |
| 2.4.4 抗弯强度测试 |
| 2.4.5 抗压强度测试 |
| 2.4.6 断裂韧性测试 |
| 2.4.7 高温抗氧化性能测试 |
| 2.4.8 摩擦磨损性能测试与表征 |
| 2.5 物相检测与结构分析 |
| 2.5.1 热分析 |
| 2.5.2 X射线衍射分析 |
| 2.5.3 电子背散射衍射分析 |
| 2.5.4 X射线光电子能谱分析 |
| 2.5.5 微观结构分析 |
| 3 Mo-Si-B-La_2O_3合金的制备与组织结构 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机械合金化过程中的主要相变 |
| 3.2.1 原始粉末形貌分析 |
| 3.2.2 机械合金化制备粉末的粒度分析 |
| 3.2.3 机械合金化处理和热处理对粉末物相的影响 |
| 3.3 Mo-Si-B-La_2O_3合金的组织结构 |
| 3.3.1 相组成与晶体结构 |
| 3.3.2 显微组织分析 |
| 3.4 真空热压烧结机理分析和讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Mo-Si-B-La_2O_3合金的力学性能与强韧化机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 合金的密度与硬度 |
| 4.3 合金的抗弯强度与断裂韧性 |
| 4.4 合金的抗压强度 |
| 4.5 合金的强韧化机制讨论 |
| 4.5.1 强化机制 |
| 4.5.2 韧化机制 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 Mo-Si-B-La_2O_3合金的高温氧化行为与抗氧化机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 恒温氧化动力学曲线 |
| 5.3 氧化膜的结构与微观形貌 |
| 5.3.1 氧化膜的物相组成 |
| 5.3.2 氧化膜的组织形貌 |
| 5.4 氧化过程与抗氧化机理 |
| 5.4.1 氧化膜的形成过程 |
| 5.4.2 合金的抗氧化机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 Mo-Si-B-La_2O_3合金的摩擦学行为与磨损机制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Mo-Si-B-La_2O_3合金大气环境下摩擦磨损性能的研究 |
| 6.2.1 不同成分Mo-Si-B-La_2O_3合金的摩擦磨损性能 |
| 6.2.2 载荷对Mo-Si-B-La_2O_3合金干摩擦磨损性能的影响 |
| 6.2.3 滑动速度对Mo-Si-B-La_2O_3合金干摩擦磨损性能的影响 |
| 6.2.4 温度对Mo-Si-B-La_2O_3合金干摩擦磨损性能的影响 |
| 6.3 室温时合金的摩擦磨损机制 |
| 6.3.1 不同载荷与滑动速度下单相合金的摩擦系数 |
| 6.3.2 载荷与滑动速度对单相合金磨损率的影响 |
| 6.3.3 磨屑的微观形貌与成分分析 |
| 6.3.4 室温条件下合金的磨损机制探讨 |
| 6.4 高温时合金的摩擦磨损机制 |
| 6.4.1 高温时单相合金的摩擦系数与磨损率 |
| 6.4.2 高温时单相合金的磨损形貌 |
| 6.4.3 磨屑的微观形貌与成分分析 |
| 6.4.4 高温条件下合金的氧化磨损耦合机制探讨 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（10）过渡金属掺杂的石墨烯铜基复合材料第一性原理计算及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铜基复合材料研究现状 |
| 1.2.1 铜基复合材料增强相 |
| 1.2.2 铜基复合材料制备方法 |
| 1.2.3 铜基复合材料增强机制 |
| 1.2.4 铜基复合材料磨损机理 |
| 1.3 石墨烯研究概述 |
| 1.3.1 石墨烯基本结构与性质 |
| 1.3.2 石墨烯制备方法 |
| 1.3.3 石墨烯的应用 |
| 1.4 石墨烯增强铜基复合材料研究现状 |
| 1.4.1 石墨烯增强铜基复合材料实验研究现状 |
| 1.4.2 石墨烯增强铜基复合材料模拟计算研究现状 |
| 1.5 课题研究意义及研究内容 |
| 第2章 复合材料的制备及分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 过渡金属掺杂石墨烯增强铜基复合材料制备 |
| 2.2.1 实验原材料 |
| 2.2.2 实验仪器及设备 |
| 2.2.3 实验配方设计 |
| 2.2.4 实验样品制备 |
| 2.3 性能测试 |
| 2.3.1 力学性能测试 |
| 2.3.2 电学性能测试 |
| 2.3.3 热学性能测试 |
| 2.3.4 摩擦学性能测试 |
| 2.4 材料表征与分析 |
| 2.4.1 XRD分析 |
| 2.4.2 Raman分析 |
| 2.4.3 SEM分析 |
| 2.4.4 TEM分析 |
| 第3章 石墨烯吸附过渡金属元素的第一性原理计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 量子分子动力学理论基础 |
| 3.2.1 薛定谔方程 |
| 3.2.2 密度泛函理论 |
| 3.2.3 计算软件介绍 |
| 3.3 建模与计算方法 |
| 3.3.1 模型构建 |
| 3.3.2 计算方法与参数设置 |
| 3.4 单原子吸附结果讨论 |
| 3.4.1 吸附结构和吸附能 |
| 3.4.2 差分电荷密度和电荷布局 |
| 3.5 钴掺杂铜石墨烯界面模型构建 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 过渡金属掺杂石墨烯增强铜基复合材料的性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 添加相表征 |
| 4.3 复合材料物相分析 |
| 4.3.1 X射线衍射分析 |
| 4.3.2 拉曼光谱分析 |
| 4.4 复合材料形貌分析 |
| 4.4.1 表面形貌分析 |
| 4.4.2 晶界腐蚀金相图 |
| 4.4.3 复合材料界面TEM分析 |
| 4.5 综合性能分析 |
| 4.5.1 电学性能 |
| 4.5.2 热学性能 |
| 4.5.3 力学性能 |
| 4.5.4 摩擦学性能 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 过渡金属掺杂的石墨烯增强铜基复合材料的力学增强机制及磨损机理研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 复合材料力学性能增强机制研究 |
| 5.3 复合材料磨损机制分析 |
| 5.4 碳化物对复合材料力学强化机制及抗磨机理影响研究 |
| 5.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文和专利目录 |
| 附录 B 攻读学位期间获奖 |
| 致谢 |
四、Mechanical properties and tribological behavior of a cast heat-resisting copper based alloy（论文参考文献）
- [1]表面机械滚压处理（SMRT）对接触网铜导线载流摩擦性能的影响[D]. 容康杰. 华东交通大学, 2021(02)
- [2]不同载荷与转速下铜合金滑动轴承材料的摩擦磨损特性研究[D]. 魏悦. 中北大学, 2021(09)
- [3]真空气相沉积Au薄膜及其真空载流摩擦学行为研究[D]. 李晓栋. 西北师范大学, 2021(12)
- [4]载流摩擦用铜基复合材料的研究现状及展望[J]. 李韶林,国秀花,宋克兴,冯孟奇,王旭. 材料热处理学报, 2021(04)
- [5]钛合金表面二硼化钛涂层制备及其摩擦学行为研究[D]. 吴彼. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]工况条件对柱塞泵缸体材料摩擦学行为影响的研究[D]. 李伟涛. 兰州理工大学, 2021(01)
- [7]高铁用铜基粉末冶金闸片的设计，制备和摩擦行为研究[D]. 张鹏. 北京科技大学, 2020(02)
- [8]低温固化粘接纳米陶瓷涂层制备、性能及其机理研究[D]. 刘雅玄. 江南大学, 2020
- [9]多相Mo-Si-B-La2O3合金的制备及其高温氧化与摩擦磨损性能研究[D]. 李文虎. 西安理工大学, 2020(01)
- [10]过渡金属掺杂的石墨烯铜基复合材料第一性原理计算及性能研究[D]. 邹泽玉. 湖南大学, 2020(07)