织构化表面自润滑涂层的制备与摩擦性能研究(附件)【字数：9767】
摘 要为了提高钢材在常温、高温下的摩擦磨损性能，延长磨损寿命，经常采用固体润滑剂来降低摩擦系数，减少磨损的润滑。但不是表面粗糙度越高，摩擦磨损性能越好。因此本课题通过实验了解粗糙度对常用材料摩擦磨损性能的影响，确定其润滑性能最佳的粗糙度。在镀镍、镀银的圆盘表面，使用激光打孔技术获得织构密度分别为4%、6%、13%，再使用磁控溅射的方法在基体表面沉积一层Ag-MoS2膜来提高基体各方面的属性，通过测试不同温度下涂层的摩擦系数，来验证不同密度织构化对摩擦性能的影响，测试温度在室温下、200℃、600℃的摩擦性能和磨损率。结果表明，摩擦磨损性能的顺序为Ag-MoS2复合镀层、镀银、镀镍。其中，小孔深度大约为80mm，涂层宽度为200mm，存在少量的热影响区凸起，这有益于后面涂层润滑组元的沉积。600℃摩擦面微观形貌，摩擦表面整体较光滑，没出现明显的犁沟和裂纹，由于涂层处于高温，银提供一定的润滑，其织构化的表面磨痕都较好，摩擦系数也较低，6％织构密度时磨损率最低，这种涂层在长期工作中起到一定的作用，减少摩擦系数，避免材料浪费。
目 录
第一章 绪论 1
1.1摩擦学概述 1
1.2润滑涂层的发展与研究 1
1.3固体润滑剂概述 2
1.3.1层状固体润滑剂 2
1.3.2氧化物润滑剂 2
1.3.3复合固体润滑剂 2
1.4固体润滑涂层的制备工艺 2
1.5激光表面微造型 2
1.6研究的问题和解决手段 3
第二章 试验仪器和试验方法 4
2.1主要试验仪器 4
2.2试验材料的准备 4
2.3复合涂层的制备 4
2.3.1镍层的制备 4
2.3.2涂层织构化处理 4
2.3.3 AgMoS2复合涂层的制备 5
2.4检测方法 5
2.4.1形貌表征 5
2.4.2物相表征 5
2.4.3成分分析 5
第三章 实验数据与结果分析 6
3.1镀层表征 6
3.1.1 AgMoS2复合涂层XRD图谱分析 6
3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
1.2 AgMoS2复合涂层表面形貌分析 6
3.1.3 AgMoS2 复合涂层截面形貌及能谱分析 7
3.2摩擦磨损性能分析 10
3.2.1纯银和AgMoS2镀层摩擦磨损性能 10
3.2.2不同织构密度的AgMoS2镀层摩擦磨损性能 11
3.2.3摩擦系数和磨损率的对比 12
3.3镀层表面磨痕形貌分析 13
3.3.1不同温度下纯银镀层表面磨痕形貌分析 13
3.3.2不同温度下织构化镀层表面磨痕形貌分析 15
3.3.3织构与未织构表面的磨痕分析 16
3.4磨痕的三维形貌图 16
3.4.1 AgMoS2镀层不同温度下磨痕的三维形貌 17
3.4.2纯银镀层不同温度下磨痕的三维形貌 18
3.4.3织构化处理后的磨痕的三维形貌 19
3.5摩擦磨损与硬度的关系 21
第四章 总结 23
结束语 23
致谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
生活离不开摩擦，摩擦是由两个相对运动表面之间相互作用而产生的。正如我们所熟知，摩擦过程会消耗大量的机械能造成能源浪费，磨损通常会导致机械部件失效使机器老化，而润滑则能有效减少摩擦和磨损，因此三者之间的关系是密不可分的。摩擦学是一门实践性很强的新型边缘学科，它在很大程度上影响着社会生产以及科学技术的进步。因此摩擦学的研究一直处于比较重要的地位。比如火箭升空时与空气的摩擦导致迅速升温，易氧化表面；地铁铁轨由于摩擦而受损，导致刹车距离边长甚至刹车失灵；机床的刀具由于反复拆装导致精确度下降，影响工件的成型。据有关调查统计，工业发达的国家的能源也会由于摩擦而消耗约1/3到1/2。在我国，每年因摩擦磨损造成的经济损失是国民总产值的15％以上，所以磨损对国家的经济利益有着直接的关联。因此，我们通过控制摩擦来减少磨损，以便节约能源和原料。
不仅如此，随着摩擦学理论研究的深入和科学技术的进步，摩擦学研究领域渐渐从宏观转为微观，由传统的油脂润滑剂转向固体润滑涂层，尤其是航空航天事业的快速发展，对摩擦学的研究提出了更多的要求。但由于单一原料制成的零件，局限性大，对环境要求较高，难以适应如今工作环境的变化。因此，现在渐渐研究将纳米固体润滑剂加入金属镀层当中，形成新型复合镀层材料。
1.1摩擦学概述
摩擦性能不是材料自身具有的，这个是其与其他的力学性能最大的不同之处，他是在摩擦学系统运行中表现出来的，因此，摩擦性能对材料的运行条件具有较强依赖性[1]。摩擦学的问题一般都涉及诸多因素，它们相互影响，因此，我们在分析摩擦学问题时常采用系统分析法，其中的因素包括但不限于环境，接触区域的状况，整个系统所处的条件。对摩擦学的研究需要提高机械设备的使用寿命。只有保证产品质量和操作安全，才能妥善解决。研究摩擦学要求我们理解在摩擦过程中涉及的多门学科，如流体力学、固体力学、热物理、应用数学、材料科学、以及化学和物理学等内容。因此，摩擦学的学习需要多学科的综合分析。
1.2 润滑涂层的发展与研究
在机械领域中，润滑油脂渐渐不适合于许多工况条件，比如热加工成形。这促使人们发展新的润滑技术，固体润滑技术就能有效解决这一困难，并广泛应用于各种工况。摩擦学在机械科学中常常被提及，因为它不仅会由于磨损带来浪费，也会加速零件表面老化的速度。不仅如此，它还包括润滑，可以减少摩擦系数和磨损。从流体润滑和非流体润滑两大类考虑改善摩擦，接触表面的润滑介质，摩擦副的表面材料，以及表面的结构外观等都是重要的因素。简言之，流体润滑是动压效应。非流体润滑是干摩擦状态和固体润滑状态的干态下的摩擦状态的相辅相成。适宜的润滑体系是实现复合材料宽温域连续润滑功能的关键，具体要求有：1良好的附着力；2低的剪切强度；3良好的稳定性；4良好的承载能力。
目 录
第一章 绪论 1
1.1摩擦学概述 1
1.2润滑涂层的发展与研究 1
1.3固体润滑剂概述 2
1.3.1层状固体润滑剂 2
1.3.2氧化物润滑剂 2
1.3.3复合固体润滑剂 2
1.4固体润滑涂层的制备工艺 2
1.5激光表面微造型 2
1.6研究的问题和解决手段 3
第二章 试验仪器和试验方法 4
2.1主要试验仪器 4
2.2试验材料的准备 4
2.3复合涂层的制备 4
2.3.1镍层的制备 4
2.3.2涂层织构化处理 4
2.3.3 AgMoS2复合涂层的制备 5
2.4检测方法 5
2.4.1形貌表征 5
2.4.2物相表征 5
2.4.3成分分析 5
第三章 实验数据与结果分析 6
3.1镀层表征 6
3.1.1 AgMoS2复合涂层XRD图谱分析 6
3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
1.2 AgMoS2复合涂层表面形貌分析 6
3.1.3 AgMoS2 复合涂层截面形貌及能谱分析 7
3.2摩擦磨损性能分析 10
3.2.1纯银和AgMoS2镀层摩擦磨损性能 10
3.2.2不同织构密度的AgMoS2镀层摩擦磨损性能 11
3.2.3摩擦系数和磨损率的对比 12
3.3镀层表面磨痕形貌分析 13
3.3.1不同温度下纯银镀层表面磨痕形貌分析 13
3.3.2不同温度下织构化镀层表面磨痕形貌分析 15
3.3.3织构与未织构表面的磨痕分析 16
3.4磨痕的三维形貌图 16
3.4.1 AgMoS2镀层不同温度下磨痕的三维形貌 17
3.4.2纯银镀层不同温度下磨痕的三维形貌 18
3.4.3织构化处理后的磨痕的三维形貌 19
3.5摩擦磨损与硬度的关系 21
第四章 总结 23
结束语 23
致谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
生活离不开摩擦，摩擦是由两个相对运动表面之间相互作用而产生的。正如我们所熟知，摩擦过程会消耗大量的机械能造成能源浪费，磨损通常会导致机械部件失效使机器老化，而润滑则能有效减少摩擦和磨损，因此三者之间的关系是密不可分的。摩擦学是一门实践性很强的新型边缘学科，它在很大程度上影响着社会生产以及科学技术的进步。因此摩擦学的研究一直处于比较重要的地位。比如火箭升空时与空气的摩擦导致迅速升温，易氧化表面；地铁铁轨由于摩擦而受损，导致刹车距离边长甚至刹车失灵；机床的刀具由于反复拆装导致精确度下降，影响工件的成型。据有关调查统计，工业发达的国家的能源也会由于摩擦而消耗约1/3到1/2。在我国，每年因摩擦磨损造成的经济损失是国民总产值的15％以上，所以磨损对国家的经济利益有着直接的关联。因此，我们通过控制摩擦来减少磨损，以便节约能源和原料。
不仅如此，随着摩擦学理论研究的深入和科学技术的进步，摩擦学研究领域渐渐从宏观转为微观，由传统的油脂润滑剂转向固体润滑涂层，尤其是航空航天事业的快速发展，对摩擦学的研究提出了更多的要求。但由于单一原料制成的零件，局限性大，对环境要求较高，难以适应如今工作环境的变化。因此，现在渐渐研究将纳米固体润滑剂加入金属镀层当中，形成新型复合镀层材料。
1.1摩擦学概述
摩擦性能不是材料自身具有的，这个是其与其他的力学性能最大的不同之处，他是在摩擦学系统运行中表现出来的，因此，摩擦性能对材料的运行条件具有较强依赖性[1]。摩擦学的问题一般都涉及诸多因素，它们相互影响，因此，我们在分析摩擦学问题时常采用系统分析法，其中的因素包括但不限于环境，接触区域的状况，整个系统所处的条件。对摩擦学的研究需要提高机械设备的使用寿命。只有保证产品质量和操作安全，才能妥善解决。研究摩擦学要求我们理解在摩擦过程中涉及的多门学科，如流体力学、固体力学、热物理、应用数学、材料科学、以及化学和物理学等内容。因此，摩擦学的学习需要多学科的综合分析。
1.2 润滑涂层的发展与研究
在机械领域中，润滑油脂渐渐不适合于许多工况条件，比如热加工成形。这促使人们发展新的润滑技术，固体润滑技术就能有效解决这一困难，并广泛应用于各种工况。摩擦学在机械科学中常常被提及，因为它不仅会由于磨损带来浪费，也会加速零件表面老化的速度。不仅如此，它还包括润滑，可以减少摩擦系数和磨损。从流体润滑和非流体润滑两大类考虑改善摩擦，接触表面的润滑介质，摩擦副的表面材料，以及表面的结构外观等都是重要的因素。简言之，流体润滑是动压效应。非流体润滑是干摩擦状态和固体润滑状态的干态下的摩擦状态的相辅相成。适宜的润滑体系是实现复合材料宽温域连续润滑功能的关键，具体要求有：1良好的附着力；2低的剪切强度；3良好的稳定性；4良好的承载能力。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/36.html
