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中间相碳合金的结构表征及高温摩擦学性能研究

作　者: 王红
导　师: 张瑞军
学　校: 燕山大学
专　业: 材料学
关键词: 中间相碳生球 机械合金化 高温润滑性能 石墨化
分类号: TH873.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 58次
引　用: 1次
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内容摘要


本文以高温润滑理论为基础,将具有特殊层状构造的碳质物质—中间相碳生球（MCMB）引入摩擦学领域,利用机械合金化非平衡制备手段,以中间相碳生球为母体,将Ti、Cu、Ni、B以及MoS2中的一种或几种混合,制备亚稳中间相碳合金,研究了所制备的中间相碳合金的结构以及高温摩擦学性能。在机械合金化过程中,借助XRD、SEM研究了添加元素以及球磨时间对中间相碳合金结构及形貌的影响;利用MMU-5高温摩擦磨损试验机,考察了在不同实验条件下,中间相碳合金作为润滑油添加剂的高温摩擦学性能;采用SEM、EDS以及Raman分别研究了磨损表面形貌、元素构成及结构的变化。研究结果表明,机械合金化处理导致中间相碳合金无序程度增大,向非晶态方向转变,但是添加金属元素Ti/Ni机械合金化50 h后,不仅有效抑制高能球磨引起的无定形化,并在较低的温度条件下实现了较理想的石墨化;中间相碳合金作为润滑油添加剂,提高了润滑油的减摩抗磨能力。球磨时间、试验载荷、温度和转速影响中间相碳合金的高温减摩抗磨性能的发挥。掺Ti/Cu机械合金化10 h和掺Ti/Ni机械合金化50 h的中间相碳合金作为添加剂,随载荷的增大,摩擦系数降低,摩擦稳定性能增强,磨损程度下降,磨损表面的微晶石墨平面尺寸La值增大。掺B机械合金化120 h和掺MoS2/B机械合金化80 h的中间相碳合金作为添加剂,随着温度的升高,摩擦系数明显下降,在温度450℃掺MoS2/B机械合金化80 h的中间相碳合金甚至出现摩擦系数几乎为零的现象。掺元素B的中间相碳合金作为添加剂时,其中的元素B向摩擦副发生了转移,致使磨损程度降低。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-28
  1.1 摩擦学  10
  1.2 高温边界润滑技术  10-12
  1.3 碳摩擦学  12-16
  1.4 中间相碳微球  16-23
  1.5 碳合金  23-24
  1.6 机械合金化  24-25
  1.7 本论文选题意义及研究内容  25-28
第2章 实验设计与分析方法  28-35
  2.1 GN-2 型高能球磨机  28
  2.2 MMU-5G 型摩擦磨损试验机  28-31
  2.3 实验材料  31
  2.4 中间相碳合金的制备  31-32
  2.5 润滑剂配制  32-33
  2.6 分析与测试  33-35
第3章 掺Ti/Cu 中间相碳合金CTC 的结构表征与高温摩擦磨损性能  35-44
  3.1 中间相碳合金CTC 的X-ray 衍射分析  35-36
  3.2 中间相碳合金CTC 摩擦学行为  36-40
  3.3 中间相碳合金CTC10 不同载荷下的摩损表面形貌  40-41
  3.4 中间相碳合金CTC10 不同载荷下摩损表面Raman 分析  41-42
  3.5 本章小结  42-44
第4章 掺Ti/Ni 中间相碳合金CTN 的结构表征与高温摩擦磨损性能  44-53
  4.1 中间相碳合金CTN 的X-ray 衍射分析  44-45
  4.2 中间相碳合金CTN 的高温摩擦磨损性能  45-49
  4.3 不同载荷中间相碳合金CTN50 下试样磨损形貌图  49-50
  4.4 不同载荷中间相碳合金CTN50 磨损表面激光拉曼分析  50-52
  4.5 本章小结  52-53
第5章 掺硼中间相碳合金CB 的结构表征以及高温摩擦学行为  53-63
  5.1 中间相碳合金CB 的X-ray 衍射分析  53-54
  5.2 中间相碳合金CB 的微观形貌分析  54-55
  5.3 中间相碳合金CB 磨擦学行为  55-59
  5.4 温度变化对中间相碳合金C8120 磨损形貌的影响  59-60
  5.5 磨损表面的EDS 分析  60-62
  5.6 本章小结  62-63
第6章 掺MoS_2/B 中间相碳合金CMB 结构表征及高温摩擦学行为  63-77
  6.1 掺MoS_2/B 中间相碳合金的结构表征  63-65
  6.2 中间相碳合金CMB 的摩擦行为  65-72
  6.3 温度变化对中间相碳合金CMB 下试样磨损形貌的影响  72-74
  6.4 不同温度下中间相碳合金CM880 磨损下试样EDS 分析  74-76
  6.5 本章小结  76-77
结论  77-79
参考文献  79-83
攻读硕士学位期间承担的科研任务和主要成果  83-84
致谢  84-85
作者简介  85

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 材料试验机与试验仪器 > 非金属材料试验机与仪器 > 磨耗试验机
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