液体酸碱度对聚晶金刚石/氮化硅摩擦副的摩擦学性能影响

发布时间：2021-01-04 01:30

　　聚晶金刚石具有优异的力学性能和化学性能,如强度高,韧性好,导热性好及抗腐蚀性能好等优点,在地质钻探工程或者切削加工过程中,被广泛地用来制造地质钻头和超硬刀具。聚晶金刚石钻头或者切削刀具在服役过程中会完全的浸泡在钻井液或者切削液中,尤其液体中添加氢离子或者氢氧根离子,对聚晶金刚石与钻进岩层或切削材料的表面产生物理化学反应,如聚晶金刚石钴元素析出,液体促使岩层硬化等,进而影响其摩擦磨损性能。本文主要探究了聚晶金刚石在不同酸碱度（pH）为0-13.5条件下对磨氮化硅材料的摩擦磨损性能。利用摩擦磨损试验机进行不同pH条件下的摩擦磨损实验,将摩擦系数、氮化硅表面形貌与拉曼、X射线光电子能谱（XPS）的测试分析手段相结合,研究聚晶金刚石与氮化硅摩擦磨损机制,研究结果表明:（1）在不同pH值（0-7）的HCl溶液条件下,当溶液pH值在0-5时,各个pH值的摩擦系数都低到0.07以下;摩擦系数先减小后增加,当pH值为0.5时,摩擦系数降至最低为0.009;,但pH值在2.5-5的范围内时,各状态下的摩擦系数变化微小。另外,氮化硅磨损随着pH增加,氮化硅球磨斑的大小会先增大后减小,当pH值为2.5时磨斑... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同pH条件下对天然金刚石之间的摩擦性能的影响（Grillo，2000）

图 1-2 不同 pH 条件下氢离子浓度对摩擦学性能影响及机理（Jinjin Li，2012）Fig. 1-2 Effect of hydrogen ion concentration on tribological performance and mechaniunder different pH conditions

图 1-3 DLC 薄膜在丙三醇液体中的摩擦学性能（Matta，2007）Fig. 1-3 Tribological properties of DLC films in glycerol liquids (Matta, 2007)

【参考文献】：
期刊论文
[1]聚晶金刚石的高温高压制备及其性能研究进展[J]. 郑艳彬,姜志刚,朱品文.  材料导报. 2016(23)
[2]我国地质钻探现状和发展前景分析[J]. 王达,李艺,周红军,刘跃进,张林霞,孙建华.  探矿工程(岩土钻掘工程). 2016(04)
[3]我国海洋钻探技术[J]. 赵尔信,蔡家品,贾美玲,张建元,阮海龙,沈立娜.  探矿工程(岩土钻掘工程). 2014(09)
[4]聚晶金刚石的应用现状和发展趋势[J]. 张勤俭,曹凤国,王先逵.  金刚石与磨料磨具工程. 2006(01)
[5]类金刚石薄膜的应用[J]. 李敬财,何玉定,胡社军,黄拿灿.  新材料产业. 2004(03)
[6]天然金刚石资源与市场分析[J]. 谈耀麟.  珠宝科技. 2003(02)



本文编号：2955877