2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、由TiB2納米晶粒彌散分布在Al-Mg-B非晶基體中的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的Al-Mg-Ti-B涂層能夠大幅降低醇水邊界潤滑狀態(tài)下機(jī)械部件的摩擦系數(shù),進(jìn)而減少摩擦副間的磨損,提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行效率。醇水潤滑介質(zhì)作為一種綠色無污染的潤滑介質(zhì),符合當(dāng)今的能源形勢與研究方向,兼之來源廣泛、安全性高、流動性好等特點(diǎn),使得醇水潤滑Al-Mg-Ti-B涂層有著突出的應(yīng)用前景,更具有重大的研究意義。以往的研究基于摩擦及磨損機(jī)理的系統(tǒng)分析,發(fā)現(xiàn)硼酸是涂層低摩擦

2、行為的主要貢獻(xiàn)因素。然而醇水潤滑Al-Mg-Ti-B涂層在不同摩擦條件下的摩擦行為還沒有被系統(tǒng)的研究。因此亟需對不同摩擦條件下醇水潤滑Al-Mg-Ti-B涂層摩擦及磨損的基本機(jī)理做出更深入的理解,特別是不同摩擦條件對于醇水潤滑摩擦化學(xué)反應(yīng)的影響需要做出系統(tǒng)的研究。
  本文利用直流磁控濺射的方法分別在單晶硅片和軸承鋼片上沉積了Al-Mg-Ti-B涂層和TiB2涂層。通過球盤式單向旋轉(zhuǎn)摩擦實(shí)驗(yàn)及掃描電鏡(SEM)、能譜(EDX)和X

3、射線光電子能譜(XPS)等表征手段,研究了高載荷作用下醇水潤滑Al-Mg-Ti-B涂層的摩擦行為與低載荷條件下涂層摩擦行為的區(qū)別。研究結(jié)果表明隨著載荷增大,摩擦系數(shù)下降更快,下降幅度更大,摩擦系數(shù)曲線變得平滑,磨痕處的粘著磨損受到抑制;但過高的載荷又會使摩擦層不能長時間保持,而且會加速潤滑劑的損失,造成潤滑失效。
  本文進(jìn)一步通過球盤式單向旋轉(zhuǎn)摩擦實(shí)驗(yàn)比較了醇水潤滑Al-Mg-Ti-B涂層和醇水潤滑TiB2涂層的摩擦行為。研究發(fā)

4、現(xiàn)在相同摩擦條件下,兩種涂層在與鋼對磨時摩擦系數(shù)均呈現(xiàn)緩慢下降趨勢,Al-Mg-Ti-B涂層能達(dá)到更低的穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)。SEM及EDX結(jié)果表明,醇水潤滑兩種涂層摩擦過程中主要發(fā)生表面的拋光;XPS結(jié)果表明,Al-Mg-Ti-B涂層在摩擦過程中的氧化程度更大,摩擦化學(xué)反應(yīng)更劇烈,形成的摩擦層帶來更低的摩擦系數(shù),而TiB2涂層在摩擦過程中發(fā)生了部分Fe的粘著。
  本文還系統(tǒng)研究了Al-Mg-Ti-B涂層在球盤式往復(fù)摩擦實(shí)驗(yàn)中的摩擦行為

5、及表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)Al-Mg-Ti-B涂層在干摩擦后發(fā)生了大量的剝落,而醇水潤滑涂層表面沒有出現(xiàn)剝落,但在磨痕處出現(xiàn)了大量Fe的粘著;Al-Mg-Ti-B涂層經(jīng)紫外輻照后的摩擦系數(shù)曲線與未經(jīng)紫外輻照的摩擦系數(shù)曲線走勢相同,但整體上數(shù)值更低,變化更快。經(jīng)紫外輻照后的磨痕寬度更窄,深度更淺,磨損程度低,耐磨性好。XPS結(jié)果表明,紫外輻照促進(jìn)了Al-Mg-Ti-B涂層表面氧化硼的進(jìn)一步水化反應(yīng),生成硼酸,從而降低了醇水潤滑涂層與鋼對磨的摩擦系數(shù)

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