国家自然科学基金(51375249)
- 作品数：18 被引量：66H指数：6
- 相关作者：万勇曹磊高建国屠婷婷张泉更多>>
- 相关机构：青岛理工大学中国科学院山东出入境检验检疫局更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家质检公益性行业科研专项山东省自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程金属学及工艺一般工业技术化学工程更多>>
- 全合成机油润滑下热氧化改性TC4钛合金的摩擦学行为被引量：6
- 2019年
- 通过热氧化改性技术,在TC4钛合金表面制备金红石相TiO2氧化膜,利用XRD、拉曼、辉光光谱对氧化膜结构及成分进行了分析,利用摩擦磨损试验机考察了轻载(约1 GPa)与重载(约2 GPa)下热氧化改性前后TC4钛合金样品在5W-30全合成机油润滑下的摩擦学特性,并利用SEM和XPS对其磨损表面形貌及摩擦化学反应膜的化学成分进行了分析.结果表明:热氧化改性后,TC4钛合金表面形成具有氧化层和扩散层的双层结构.在油润滑条件下,与未处理的TC4钛合金表面相比,经过热氧化改性的TC4合金表现出优异的减摩抗磨性能,摩擦系数在轻载和重载条件下分别降低了75%和80%,磨损率均下降了近两个数量级.其原因在于TC4合金热氧化改性后在表面形成的金红石相TiO2氧化膜提高了表面硬度,同时改善了润滑油在表面的润湿,并可促进润滑油中抗磨极压添加剂在接触区表面形成含磷的摩擦化学反应膜,从而极大地提高了摩擦学特性.
- 曹磊孙航万勇杨淑燕徐铁伟
- 关键词：热氧化TC4钛合金润滑TIO2
- 单宁酸作为水基润滑添加剂在模拟海水环境下摩擦学特性的研究
- 2018年
- 通过3.5%NaCl溶液作为模拟海水,以单宁酸作为水基润滑添加剂,利用立式万能摩擦磨损试验机评价模拟海水环境下不同浓度的单宁酸作为水机润滑添加剂在不锈钢/Si_3N_4摩擦副中摩擦学性能,同时考察不同载荷、转速下的润滑效果。采用电化学工作站测试在该环境下不同浓度单宁酸的抗腐蚀性能。并采用接触角测定仪表征单宁酸在不锈钢基体的吸附特性。结果表明:在模拟海水环境下,1g·L^(-1)的单宁酸可以起到良好的减摩润滑效果,在高载荷和转速下依然保持良好润滑性能,但当溶液中单宁酸含量达到5g·L^(-1)时,会加速不锈钢的腐蚀,导致磨损量增大。
- 陈启郑少梅王越万勇
- 关键词：单宁酸摩擦学性能
- 热氧化温度对TC4钛合金在生理盐水中腐蚀磨损性能的影响被引量：5
- 2019年
- 本文中考察了在大气环境下经热氧化处理后TC4钛合金在生理盐水中的腐蚀磨损性能,重点研究了热氧化温度(500~900℃)对TC4钛合金的表面氧化物薄膜的结构及腐蚀磨损性能的影响.结果表明:经热氧化处理后TC4钛合金表面的氧化膜的结构主要由三部分组成:TiO2与α-Al2O3混合组成的表层,以TiO2为主的亚表层以及氧扩散层内层,热氧化温度对氧化膜的物相结构、表面硬度、膜基结合性能和腐蚀磨损性能有显著影响,其中,在700℃下热氧化处理获得的氧化层膜基结合性能最好,表面硬度最高,耐腐蚀磨损性能最好.
- 曹磊孙航徐铁伟万勇万勇
- 关键词：TI6AL4V热氧化温度
- 无机盐阴离子对果胶水基润滑液减摩性能的影响被引量：1
- 2014年
- 利用微摩擦磨损试验机评价果胶作为水基润滑添加剂的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜分析磨痕表面形貌,并采用能量色散光谱仪分析摩擦磨损机制。同时还考察工业用水中存在的阴离子对含果胶水基润滑液摩擦学性能的影响。结果表明:在去离子水中加入少量的果胶就可显著改善水的摩擦学性能,并且随着果胶添加量的增大,减摩性能得到进一步提高,这主要是由于果胶在表面吸附形成的润滑膜起到良好的减摩效果;不同阴离子对果胶的摩擦学性能具有不同的影响,其影响的实质是盐析作用和吸附作用。
- 屠婷婷王伟旭万勇蒲吉斌
- 关键词：果胶水基润滑液减摩性能
- 45^#钢表面织构上硬脂酸薄膜减摩性能的研究被引量：4
- 2014年
- 本文中提出了一种在45#钢表面构筑具备优异减摩耐磨性能的薄膜的简易方法.首先采用高浓度氢氧化钠溶液在钢表面制备沟槽状表面织构,然后沉积硬脂酸分子得到减摩耐磨薄膜.用扫描电子显微镜、原子力显微镜、接触角测量仪、X射线光电子能谱仪以及X射线衍射仪等手段表征了薄膜的形成机制、表面形貌和化学组分,并利用微纳米摩擦磨损试验机研究薄膜在干摩擦条件下的减摩耐磨特性.研究结果发现,在经化学刻蚀形成织构的钢表面所沉积的硬脂酸薄膜具有优异的减摩耐磨性能.
- 董志伟万勇屠婷婷姚文清
- 关键词：干摩擦表面织构摩擦学性能
- B及W掺杂DLC薄膜在人工海水中磨蚀性能的研究
- 类金刚石薄膜（DLC）由于具有化学惰性，高硬度，较低的摩擦系数和耐磨损等优点而被广泛用作固体润滑防护涂层。然而，当DLC薄膜被直接应用于海洋装备中的摩擦构件表面时，由于受到机械摩擦与海水腐蚀的交互作用，DLC 薄膜往往过...
- 刘健
- 关键词：类金刚石薄膜
- 金属铝表面超疏水薄膜的构筑及减摩特性被引量：11
- 2016年
- 目的改善铝基材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能。方法采用两步法在铝表面构筑稳定的超疏水薄膜。首先采用盐酸溶液刻蚀金属铝,在其表面构筑微纳织构;然后涂覆硬脂酸,降低表面能。利用SEM、XRD、FTIR、接触角测量仪及摩擦磨损试验机表征铝表面超疏水薄膜的表面形貌、化学组分、润湿性和减摩耐磨特性。结果 SEM及XRD分析表明,刻蚀后的铝表面呈现多尺度微纳结构。FTIR分析表明,脂肪酸以双配位结构与铝表面发生作用。接触角测试表明,所制备的薄膜呈现出良好的超疏水性能,静态接触角达150°,滑动角小于10°。摩擦学实验结果表明,制备的超疏水薄膜可明显改善铝基底的摩擦学性能,在干摩擦条件下与钢球对磨时,超疏水薄膜的摩擦系数保持在0.16左右,寿命超过10 000 s,而相同条件下未处理的金属铝摩擦系数超过0.6。结论采用盐酸溶液刻蚀金属铝,然后涂覆硬脂酸,可在铝表面构筑复合薄膜。薄膜不仅表现出明显的超疏水特性,同时具有良好的减摩耐磨性能。该方法技术简单,价格低廉,易于批量化生产,为改善微纳条件下铝及其合金的摩擦学性能提供了一个新的思路。
- 高帅曹磊张泉万勇
- 关键词：超疏水铝减摩硬脂酸
- 基于响应面法的铁表面PTFE涂层的使用寿命研究被引量：6
- 2017年
- 目的模拟生活中不粘锅的使用环境,采用响应面法预测铁表面PTFE涂层的使用寿命,为生活中合理使用不粘锅提供支撑。方法通过响应面法考察转速和载荷对铁表面PTFE涂层使用寿命的影响,采用中心组合试验设计(CCD)考察载荷以及转速对于铁表面PTFE涂层使用寿命的影响及其相互作用。结果载荷和转速对于涂层使用寿命的影响都极为显著,检验值(F)都小于0.0001。通过试验设计软件得出使用寿命与转速和载荷的二阶多项式方程,并且复相关系数R2为0.9951,能解释99.51%响应值的变化,因此模型能够较准确地预测铁表面PTFE涂层的使用寿命。该实验工况下铁表面PTFE涂层的最佳使用参数分别为转速200r/min和载荷25 N,此时涂层寿命为147 min左右。结论模拟日常生活中使用不粘锅的实际情况,并运用响应面法分析和预测PTFE涂层的使用寿命具有科学性和可操作性,能够很好地指导生活中安全使用不粘锅。
- 秦浩峰曹磊高建国林海军万勇
- 关键词：不粘锅相关系数响应面法
- 铝合金基底微碳球作为润滑油添加剂的摩擦学性能及其润滑机理被引量：2
- 2017年
- 采用绿色水热制备方法,以葡萄糖为前身化合物一步制得直径在400~500 nm、尺寸均匀的单分散微碳球,采用扫描电子显微镜、红外光谱等手段对微碳球的表面形貌及化学特性进行表征,利用多功能摩擦磨损试验机考察了微碳球作为润滑油添加剂在铝合金–钢摩擦副的减摩耐磨特性,探讨了微碳球的润滑作用机理。结果表明:将微碳球作为液体石蜡和商用机油润滑添加剂可以显著提高铝合金–钢摩擦副上的摩擦学性能,这主要是因为在滑动过程中微碳球可能进入到接触区,阻止摩擦副之间的直接接触,并起到纳米滚珠作用。
- 古毓康曹磊万勇高建国
- 关键词：摩擦学性能润滑油添加剂铝合金
- 硼掺杂DLC薄膜在海水环境中的腐蚀磨损性能被引量：11
- 2019年
- 目的研究硼(B)掺杂对类金刚石(DLC)薄膜在人工海水介质中耐腐蚀性能和摩擦磨损性能的影响。方法利用非平衡磁控溅射的方法,通过控制碳化硼靶材和石墨靶材电流,在304不锈钢基底表面沉积了一种无掺杂DLC薄膜和两种不同B含量的DLC薄膜(B的原子数分数分别为7.23%、13.27%)。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、纳米压痕仪、划痕仪、摩擦实验机对薄膜的化学成分、显微结构、纳米硬度、结合力及摩擦性能进行研究。通过测试薄膜在人工海水介质中的静态极化曲线和交流阻抗谱以及监测薄膜在摩擦前后和摩擦过程中的开路电位变化,来研究薄膜在人工海水中的摩擦学和耐腐蚀性能。结果与未掺杂的DLC薄膜相比,掺杂B原子数分数为7.23%的DLC薄膜的硬度和弹性模量变化不明显,但ID/IG增大,与基底的结合力增大到36N(无掺杂DLC薄膜为20N),自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度减小,极化电阻增大,并且在人工海水介质中的摩擦系数降低了10.7%,磨损量降低了37.0%,开路电位大幅升高。掺杂B原子数分数为13.27%的DLC薄膜的摩擦学及耐蚀性能则大幅度下降。结论在DLC薄膜中掺杂适量的B有助于提高DLC薄膜在人工海水介质中的耐腐蚀性能和磨蚀性能。
- 刘健曹磊万勇尚伦霖蒲吉斌
- 关键词：开路电位交流阻抗谱
