PAO/MoDTC润滑AlMgB 14 -TiB 2 涂层与B 4 C涂层摩擦磨损行为的研究

发布时间：2023-04-23 08:59

　　为了提高燃油效率,减少CO2排放,工业界研发了各种耐磨减摩硬质涂层,保护机械部件,减少摩擦磨损。在过去的十年中,富硼硼化物涂层因其优异的力学和摩擦学性能而成为研究热点,尤其是AlMgB14-TiB2和B4C。AlMgB14-TiB2涂层最初由美国能源部Ames实验室开发,已表现出作为机械零部件耐磨涂层的巨大潜力,特别是在油润滑条件下。与未涂覆的机械部件比较,全配方油润滑条件下涂覆B4C涂层的部件表现出更优秀的抗划伤和宏观耐磨性。口前,B4C涂层已应用于汽车变速箱零部件表面。然而,富硼硼化物涂层与润滑油添加剂之间的摩擦化学相互作用尚未得到系统研究。基于此,本文系统研究了纯PAO基础油和摩擦改性添加剂二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)对沉积态及退火态AlMgB14-TiB2涂层和B4C涂层摩擦学行为和摩擦化学机理的影响。本文进行销盘式单向旋转滑动和往复滑动试验,拉曼光谱、扫描电镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDX)、X射线光电子能谱(XPS)、激光共聚焦显微镜(LCSM)和三维白光干涉仪等对涂层进行了表征。实验结果与主要结论如下:(1)在单向旋转滑动纯PAO基础油润滑条件下,退火态A...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 摩擦学
        1.2.1 摩擦磨损
        1.2.2 润滑机制
        1.2.3 润滑剂及添加剂
    1.3 耐磨涂层
        1.3.1 AlMgB₁₄-TiB₂涂层简介
        1.3.2 B₄C涂层简介
    1.4 本文主要研究内容
第2章 样品制备工艺与表征方法
    2.1 涂层制备工艺
        2.1.1 实验设备及材料
        2.1.2 靶材制备与基片预处理
        2.1.3 样品制备过程
    2.2 涂层表征方法
        2.2.1 拉曼光谱(Raman spectroscopy)
        2.2.2 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)
        2.2.3 能量色散X射线能谱仪(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)
        2.2.4 X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)
        2.2.5 三维白光干涉表面形貌仪
        2.2.6 激光共聚焦显微镜(Laser Scanning Confocal Microscopy, LSCM)
        2.2.7 摩擦行为表征
第3章 纯PAO润滑AlMgB₁₄-TiB₂涂层和B₄C涂层摩擦学行为的研究
    3.1 涂层表征
        3.1.1 涂层拉曼光谱表征
        3.1.2 涂层粗糙度
        3.1.3 涂层断面分析
        3.1.4 涂层表面XPS成分分析
    3.2 摩擦磨损测试
    3.3 PAO润滑涂层摩擦学行为及分析
        3.3.1 摩擦磨损行为
        3.3.2 磨痕SEM形貌
        3.3.3 磨痕背散射电子SEM图像
        3.3.4 能量色散X射线能谱仪(EDS)分析
        3.3.5 激光共聚焦显微镜分析(LSCM)
    3.4 结果分析与讨论
    3.5 本章小结
第4章 MoDTC润滑AlMgB₁₄-TiB₂涂层和B₄C涂层摩擦学行为的研究
    4.1 MoDTC润滑摩擦磨损行为
    4.2 扫描电子显微镜分析
        4.2.1 单向旋转滑动SEM
        4.2.2 往复滑动SEM
    4.3 钢球能量色散X射线能谱仪(EDS)分析
        4.3.1 单向旋转滑动EDS
        4.3.2 往复滑动EDS
    4.4 磨痕XPS表征
        4.4.1 单向旋转滑动XPS
        4.4.2 往复滑动XPS
    4.5 往复滑动磨痕三维白光
    4.6 结果分析与讨论
    4.7 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
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