VN基自润滑复合材料的制备及宽温域摩擦磨损性能研究
发布时间：2021-03-01 00:46
高新技术产业的不断发展对固体润滑材料的性能提出了更高要求。发挥氮化钒陶瓷相和固体润滑相的性能优势及其协同作用,开发一种能够在较高温度、较宽温域下应用的氮化钒基自润滑复合材料具有重要意义。本文以VN为基体,以Ag、MoS2、Ag-MoS2、Ag2MoO4为固体润滑剂,采用热压烧结法制备了系列VN基固体自润滑复合材料,分析了 VN基自润滑复合材料的相组成及其形成机理,研究了固体润滑剂及其含量对VN基自润滑材料的硬度、密度及宽温域（室温～700℃）下的摩擦学性能的影响,阐明了宽温域下材料的摩擦磨损机理。获得了主要结论如下:（1）热压烧结制备的VN陶瓷组织均匀,由VN、少量杂质金属氧化物及微孔洞组成。随温度升高,VN陶瓷的摩擦系数不断降低,700℃的摩擦系数为0.368,较室温降低约53%,其原因为VN陶瓷氧化生成更多的氧化钒润滑相。同时VN陶瓷的磨损率随温度升高呈先增大后减小的变化趋势,其中300℃的磨损率最高达23.47×10-5mm3/N·m。（2）与VN陶瓷相比,VN/MoS2系复合材料的界面结合良好,MoS2相均匀分布于VN基体中,组织致密。VN/MoS2系复合材料室温和300℃的摩...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZT-40-20Y真空热压烧结炉Fig.2.1ZT-40-20YVacuumhotpresssinteringfurnace
西安科技大学全日制工程硕士学位论文16图2.3HT-1000高温摩擦磨损试验机Fig.2.3HT-1000high-temperaturefrictionandweartester2.4.5激光共聚焦显微镜（LSM）摩擦磨损试验后，采用德国蔡司公司生产的型号LSM700的激光共聚焦显微镜对试样的磨损表面进行二维和三维形貌分析，观察摩擦磨损试验后其形貌特点并检测各试样的磨痕深度、宽度及粗糙度。设备如图2.4所示。采用蔡司原装500万像素高分辨率AxioCamMRc5专业数字摄像头，物镜组：含5X，10X，20X，50X，50X长焦，100X物镜一组；最大分辨率为纵向10nm、横向120nm。图2.4激光共聚焦显微镜（LSM）Fig.2.4Laserconfocalmicroscope(LSM)此外，磨痕局部位置的磨损体积也可由该设备测得。在每个试样的磨痕上选择5~6个位置，测得磨损体积后取平均值。然后采用公式(2.1)计算试样的磨损率。（2.1）—磨损率，mm3/N·m；
西安科技大学全日制工程硕士学位论文16图2.3HT-1000高温摩擦磨损试验机Fig.2.3HT-1000high-temperaturefrictionandweartester2.4.5激光共聚焦显微镜（LSM）摩擦磨损试验后，采用德国蔡司公司生产的型号LSM700的激光共聚焦显微镜对试样的磨损表面进行二维和三维形貌分析，观察摩擦磨损试验后其形貌特点并检测各试样的磨痕深度、宽度及粗糙度。设备如图2.4所示。采用蔡司原装500万像素高分辨率AxioCamMRc5专业数字摄像头，物镜组：含5X，10X，20X，50X，50X长焦，100X物镜一组；最大分辨率为纵向10nm、横向120nm。图2.4激光共聚焦显微镜（LSM）Fig.2.4Laserconfocalmicroscope(LSM)此外，磨痕局部位置的磨损体积也可由该设备测得。在每个试样的磨痕上选择5~6个位置，测得磨损体积后取平均值。然后采用公式(2.1)计算试样的磨损率。（2.1）—磨损率，mm3/N·m；
【参考文献】：
期刊论文
[1]异质及过渡界面VN/Ag多层涂层的力学性能及摩擦磨损特性（英文）[J]. 赵永强,慕永涛,刘明. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2020(02)
[2]“钼酸银/溴化银/银纳米复合材料的制备及催化性能”综合实验设计与教学实践[J]. 卢怡,周丹,刘金库,薛亚楠,张敏,白语杨,黄永民,张文清. 实验室研究与探索. 2019(03)
[3]自润滑材料的研究现状[J]. 柳红豆,杨爱民,刘峰. 热加工工艺. 2018(02)
[4]脉冲激光沉积VN/Ag复合薄膜的组织及摩擦学性能研究[J]. 国洪建,贾均红,张振宇,梁补女,陈文元,李博,汪建义. 材料导报. 2017(02)
[5]NiCrW-Al2O3-SrCO3-Ag金属陶瓷复合材料的高温摩擦学性能研究[J]. 陕钰,刘峰,汪建义,王文珍,贾均红. 摩擦学学报. 2015(06)
[6]宽温域连续润滑材料的研究进展[J]. 刘二勇,贾均红,高义民,曾志翔,乌学东. 中国表面工程. 2015(04)
[7]Fe-Mo-Ni-Cu-石墨高温自润滑复合材料的摩擦学性能研究[J]. 郭俊德,何世权,马文林,孟军虎,王静波,陆龙. 摩擦学学报. 2014(06)
[8]CaF2-MoS2铁镍基自润滑复合材料的摩擦学性能研究[J]. 刘金银子,李长生,唐华,胡志立,郭志成. 真空科学与技术学报. 2013(07)
[9]氧化锆陶瓷基高温自润滑材料[J]. 孔令乾,陈江涛,田雨,毕秦岭. 宇航材料工艺. 2013(01)
[10]纳米Fe2O3对聚氨酯/聚偏氟乙烯复合涂层摩擦学性能的影响[J]. 宋浩杰,张招柱. 高分子材料科学与工程. 2011(03)
博士论文
[1]自润滑氮化钒基复合涂层制备及宽温域摩擦磨损特性研究[D]. 慕永涛.哈尔滨工业大学 2017
[2]宽温域固体润滑材料及涂层的高温摩擦学特性研究[D]. 李建亮.南京理工大学 2009
硕士论文
[1]基于固相反应设计高性能的NiCr-Al2O3基高温润滑材料[D]. 柳红豆.西安石油大学 2018
[2]宽温域内具有高强度和连续自润滑性能的镍基材料的研究[D]. 杨素兰.兰州理工大学 2017
本文编号：3056696
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZT-40-20Y真空热压烧结炉Fig.2.1ZT-40-20YVacuumhotpresssinteringfurnace
西安科技大学全日制工程硕士学位论文16图2.3HT-1000高温摩擦磨损试验机Fig.2.3HT-1000high-temperaturefrictionandweartester2.4.5激光共聚焦显微镜（LSM）摩擦磨损试验后，采用德国蔡司公司生产的型号LSM700的激光共聚焦显微镜对试样的磨损表面进行二维和三维形貌分析，观察摩擦磨损试验后其形貌特点并检测各试样的磨痕深度、宽度及粗糙度。设备如图2.4所示。采用蔡司原装500万像素高分辨率AxioCamMRc5专业数字摄像头，物镜组：含5X，10X，20X，50X，50X长焦，100X物镜一组；最大分辨率为纵向10nm、横向120nm。图2.4激光共聚焦显微镜（LSM）Fig.2.4Laserconfocalmicroscope(LSM)此外，磨痕局部位置的磨损体积也可由该设备测得。在每个试样的磨痕上选择5~6个位置，测得磨损体积后取平均值。然后采用公式(2.1)计算试样的磨损率。（2.1）—磨损率，mm3/N·m；
西安科技大学全日制工程硕士学位论文16图2.3HT-1000高温摩擦磨损试验机Fig.2.3HT-1000high-temperaturefrictionandweartester2.4.5激光共聚焦显微镜（LSM）摩擦磨损试验后，采用德国蔡司公司生产的型号LSM700的激光共聚焦显微镜对试样的磨损表面进行二维和三维形貌分析，观察摩擦磨损试验后其形貌特点并检测各试样的磨痕深度、宽度及粗糙度。设备如图2.4所示。采用蔡司原装500万像素高分辨率AxioCamMRc5专业数字摄像头，物镜组：含5X，10X，20X，50X，50X长焦，100X物镜一组；最大分辨率为纵向10nm、横向120nm。图2.4激光共聚焦显微镜（LSM）Fig.2.4Laserconfocalmicroscope(LSM)此外，磨痕局部位置的磨损体积也可由该设备测得。在每个试样的磨痕上选择5~6个位置，测得磨损体积后取平均值。然后采用公式(2.1)计算试样的磨损率。（2.1）—磨损率，mm3/N·m；
【参考文献】：
期刊论文
[1]异质及过渡界面VN/Ag多层涂层的力学性能及摩擦磨损特性（英文）[J]. 赵永强,慕永涛,刘明. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2020(02)
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[4]脉冲激光沉积VN/Ag复合薄膜的组织及摩擦学性能研究[J]. 国洪建,贾均红,张振宇,梁补女,陈文元,李博,汪建义. 材料导报. 2017(02)
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[6]宽温域连续润滑材料的研究进展[J]. 刘二勇,贾均红,高义民,曾志翔,乌学东. 中国表面工程. 2015(04)
[7]Fe-Mo-Ni-Cu-石墨高温自润滑复合材料的摩擦学性能研究[J]. 郭俊德,何世权,马文林,孟军虎,王静波,陆龙. 摩擦学学报. 2014(06)
[8]CaF2-MoS2铁镍基自润滑复合材料的摩擦学性能研究[J]. 刘金银子,李长生,唐华,胡志立,郭志成. 真空科学与技术学报. 2013(07)
[9]氧化锆陶瓷基高温自润滑材料[J]. 孔令乾,陈江涛,田雨,毕秦岭. 宇航材料工艺. 2013(01)
[10]纳米Fe2O3对聚氨酯/聚偏氟乙烯复合涂层摩擦学性能的影响[J]. 宋浩杰,张招柱. 高分子材料科学与工程. 2011(03)
博士论文
[1]自润滑氮化钒基复合涂层制备及宽温域摩擦磨损特性研究[D]. 慕永涛.哈尔滨工业大学 2017
[2]宽温域固体润滑材料及涂层的高温摩擦学特性研究[D]. 李建亮.南京理工大学 2009
硕士论文
[1]基于固相反应设计高性能的NiCr-Al2O3基高温润滑材料[D]. 柳红豆.西安石油大学 2018
[2]宽温域内具有高强度和连续自润滑性能的镍基材料的研究[D]. 杨素兰.兰州理工大学 2017
本文编号：3056696
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