六种航天湿润滑剂的流变学及摩擦学特性

干润滑剂因其在真空中有极好的性能和它的热稳定性，而经常用于航天领域。然而，具有高滑动速度、长使用寿命，或者需要恒定摩擦系数的高负荷机械装置，不能用这种产品。它们可以被专门为真空应用而发展的湿润滑剂所替代。这种润滑剂有较低的蒸气压，以便将排气量降到最低，避免污染。由于欧洲人在航天湿润滑剂领域的经验相当有限，法国航天部国家空间培训中心（ＣＮＥＳ）在接触机械学实验室（ＬＭＣ）的帮助下，目前正在对几种应用     

空间摩擦学及其材料的研究进展

综述了空间苛刻服役环境及其对空间摩擦学材料性能影响的研究,深入分析了空间环境对空间摩擦材料、空间耐磨材料和空间减摩材料摩擦磨损机理的影响。空间摩擦材料主要应用于空间对接机构及空间机械臂中,应具有稳定的摩擦力矩与优良的抗黏着磨损性能。空间耐磨材料主要应用于空间轴承、齿轮和密封件等部件中,如FeAl金属间化合物在高温下抗蠕变性急剧下降,常通过添加金属元素(Ce,Cr,Mn,Mo,Nb,W等)及固体润滑剂提高材料抗蠕变性能;Ti及其合金常通过表面改性改善黏着性;与基体结合性良好的耐磨涂层可以较大程度的改善材料的耐磨性。空间减摩材料主要指润滑剂与自润滑材料,如软金属Pb、高分子材料PI和PTFE等,以及某些金属的氧化物,氟化物和硫化物等,能较好地降低材料表面的摩擦因数。随着航天科技的发展,亟须开发新型高性能空间摩擦学材料,建立摩擦学材料数据库,以应对国际航天技术发展的挑战。     

加强摩擦学基础研究 服务先进制造与装备——走进摩擦学国家重点实验室

清华大学摩擦学国家重点实验室是中国机械工程学科领域和清华大学首批建成的国家重点实验室之一。自创立以来,始终坚持以应用基础研究为主导,以国家队排头兵参与国际竞争为己任,从摩擦学的基础科学和技术问题出发,追求新现象的发现、新机理的探索和新方法、新技术的创新,同时不断与表面界面、生物仿生、微纳制造以及机电控制进行学科交叉与融合,面向国民经济、国防安全和全球可持续发展的重大需求,成为国际上重要的基础和前沿研究基地、国际交流合作基地和高水平人才培养基地,凭借多年积累,已建设成为具有鲜明摩擦学学科特色、门类齐全的先进开放和共享实验平台,设备种类、数量、性能在国际摩擦学研究领域中处于领先地位。     

热气机活塞十字头摩擦学与动力学的耦合分析

为了研究热气机活塞十字头结构摩擦学及动力学特性,本文在三维形貌测量的基础上进行连接副的接触分析得到了其连接副摩擦学特性,建立了耦合摩擦学特性的热气机活塞组动力学模型,对比分析了计算结果与实测值,结果表明：热气机不同工况下其主密封摩擦功耗的计算值与试验值的误差不超过10%,验证了摩擦学计算和建模方法的正确性;当二阶运动较为柔和时,随十字头横向运动的挤压油膜在其对应推力面产生梯度均匀的压力分布,而剧烈的二阶运动造成十字头边缘与缸套碰撞产生局部高达30 MPa的油膜总压;活塞十字头产生了远大于导引环、杆密封的侧推力,杆密封结构因属接触式密封而产生近600 W的摩擦功耗,远大于十字头和导引环的摩擦功耗;因处于气膜润滑状态,导引环产生的侧推力和摩擦功耗较小,计算时可忽略不计;侧推力中的较高频率分量源于十字头与缸套间的摩擦学特性,在热气机动力学求解中应考虑摩擦学的影响,以提高其求解精度。     

铁基纳米复合镀层摩擦学特性试验

阐述了镀层的制备方法和过程,研究了镀层的滑动、滚动、固定磨料和半固定磨料、与摩擦副配对的摩擦学特性。结果表明,与45镧淬火相比,滑动摩擦条件下镀层的耐磨性极好,滚动、固定磨料、半固定磨料摩擦条件下的耐磨性分别是45^#钢淬火的2～3倍、12～13倍、1～1．2倍。与摩擦副配对磨损试验表明,需要进行良好的磨合。     

磁力支承复合水润滑轴承动力学及摩擦学性能研究

为减小轴承接触摩擦力及其对轴系振动的影响,基于磁力支承技术,设计一种全新的集成永磁支承力的复合式水润滑轴承,并对其摩擦学及动力学性能进行分析.研究发现:该设计能有效改善轴承润滑状态,最小液膜压力能提高79.6％,最大液膜压力减小幅度达75.7％,同时,艉轴稳定性保证在1～8,远大于其稳定性阈值0.02,该设计为未来船舶...     

不同金属基体上W-C:H 溅射薄膜的摩擦学性能

采用非平衡磁控溅射技术在40Cr、9Cr18、GCr15、TC4及LY12等5种金属基体上沉积了钨掺杂含氢类金刚石(W-C:H)薄膜。采用Raman光谱仪、扫描电子显微镜、纳米硬度计及纳米划痕仪分别测试了薄膜的微结构、厚度、硬度及附着力,采用球-盘摩擦试验机及光学轮廓仪分别在干摩擦和PFPE脂润滑条件下评价了5种金属材料基体上薄膜的摩擦磨损性能。薄膜性能测试结果显示,该厚度为1μm的薄膜具有典型的类金刚石结构,硬度与弹性模量分别为11.56和128.34 GPa,附着力为645 m N;摩擦试验结果显示,在干摩擦条件下几种金属基体表面W-C:H薄膜的摩擦因数和磨损率差别比较显著,而在脂润滑条件下基体材料的影响较小;与干摩擦条件相比,脂润滑条件下薄膜的磨损可减少60%~75%;在干摩擦与脂润滑条件下,9Cr18与40Cr基体上的W-C:H薄膜摩擦体系分别具有最小的磨损率1.71×10-7mm3/(N·m)及4.55×10-8mm3/(N·m)。     

γ-TiAl金属间化合物合金激光表面合金化组织与摩擦学性能

分别利用预涂活性碳粉和 Ti C粉 2种方法对γ-Ti Al基合金 Ti-4 8Al-2 Cr-2 Nb进行激光表面合金化,制得了无裂纹、表面光滑、内部组织致密、厚度可达 1.6mm以上的、以硬质 Ti C树枝晶为增强相的快速凝固“原位”金属基耐磨复合材料表面改性层,分别采用 OM,SEM,EDS,XRD等方法分析了激光合金化耐磨表面改性层的显微组织,分别在销 -环滑动磨损、Si C纤维刷式高速滑动磨损及微动磨损条件下评价了激光表面改性层的摩擦学性能。结果表明 :采用上述 2种方法所获激光表面合金层组织均匀、与基体间结合为完全冶金结合,合金层硬度及在 3种磨损条件下的耐磨性均大幅度提高。激光表面合金化是提高γ-Ti Al合金摩擦性能的一种很有前途的表面改性方法     

纳米SiC微粒对钢/铝合金摩擦副摩擦学特性研究

用钢/铝合金摩擦副在M-200环块试验机上进行摩擦磨损试验,研究纳米SiC微粒作为润滑油添加剂对润滑油润滑性的影响。用扫描电子显微镜观察摩擦块的磨损表面形貌,结果表明:高载荷条件下(大于700N),纳米SiC微粒的添加显著降低了钢/铝合金摩擦副的磨损量和摩擦系数;纳米微粒添加量为0.3wt%,润滑油的润滑性最好。     

不同腐蚀介质对高锰钢摩擦学性能影响机制的研究

考察了高锰钢在H2SO4、HCl、NaOH、NaCl和FeCl3等不同腐蚀介质条件下的摩擦学性能,并对各种腐蚀介质对摩擦学性能的影响机制进行了讨论.结果表明:腐蚀磨损过程伴随着气泡产生,高锰钢在磨损过程中发生了产生气体的反应,由于腐蚀介质自身的黏性以及反应膜的润滑作用,高锰钢在FeCl3中的摩擦系数最低.在FeCl3中,受Fe3 强氧化性的作用以及Cl-对反应膜的破坏,高锰钢的腐蚀磨损率最高;由于腐蚀介质相对较弱的氧化作用以及自身良好的润滑性,高锰钢在H2SO4和NaOH中的磨损率最低.     

航空用金属陶瓷减摩材料研究

航空用新型粉末冶金零件处于特殊工况下工作,属薄壁,易磨损件。本文研究了制取新型材料的工艺参数,检测了材料的力学性能和摩擦磨损特性,分析了金相显微组织,并且进行了批量试制和现场使用。用粉末冶金技术生产的四种零件完全满足航空技术要求,是一种具有广泛应用前景的新型减摩材料。     

纳米碳黑对酚醛树脂力学性能的影响

以纳米碳黑作为增强材料制备纳米复合材料，研究了不同的纳米碳黑含量对纳米复合材料力学性能的影响，采用扫描电镜观察复合材料断裂界面、X射线衍射表征复合材料碳化后的结构。研究结果表明，纳米碳黑粒子使酚醛树脂的弯曲强度、压缩强度得以提高。     

纳米SiO2改性环氧复合泡沫塑料研究

为了提高环氧复合泡沫塑料（ESF）的性能，扩大应用范围，采用超声波和高剪切分散工艺制备了纳米SiO2改性ESF。结果表明：纳米SiO2的添加量质量分数为3%时，改性效果最好，其拉伸强度、弯曲强度和不加纳米粒子的ESF相比，分别提高了41%、19%；采用扫描电镜（SEM）对材料的断口形貌进行了观察，从微观结构上研究了纳米SiO2的加入对ESF性能的影响；对材料的介电性能测试表明，纳米SiO2粒子的加入对ESF的高频介电性能影响不显著；动态力学分析（DMA）研究表明纳米SiO2粒子质量分数为1%时，ESF的Tg提高了4℃。     

纳米吸波材料研究与发展趋势

综述了纳米材料在雷达波吸收领域的应用，对纳米金属与合金吸收剂、纳米陶瓷吸收剂、纳米氧化物吸收剂、纳米导电聚合物、纳米金属与绝缘介质复合吸收剂等几种纳米吸收剂的研究及应用进行了较为详细的描述，比较了各种吸收剂的特点和应用背景，提出了纳米雷达波吸收剂的发展趋势。     

环境友好型航空润滑油添加剂的研究现状及发展趋势

论述了对环境友好型航空润滑油的生态评价以及研究环境友好型航空润滑油添加剂的重要性。综述并分析摩擦改进剂、极压抗磨剂等可改善摩擦学性能的环境友好型航空润滑油添加剂的研究现状及研究内容,总结了环境友好型航空润滑油添加剂的主要发展方向。     

单晶铝纳米级硬度试验研究

使用纳米硬度计对单晶铝进行了纳米压痕试验，利用原子力显微镜对压痕形貌进行扫描并计算硬度值，重点观察和分析了纳米级条件下单晶铝的硬度性质，结果表明，当压痕深度小于2000nm时，单晶铝纳米硬度存在尺寸效应现象；从材料性质的角度分析了纳米硬度尺寸效应现象；探讨了纳米硬度和传统硬度本质上的区别，指出其根本原因在于不同尺度下人们对材料性质的关注点不同。     

碳纳米管在金属材料保护中的应用

碳纳米管（简称CNTs）是一类新型碳材料，具有中空无缝管状纳米结构。自Iijima1991年发现CNTs以来，其制备、表征和应用引起人们的极大兴趣。随着CNTs制备工艺获得突破，其潜在的应用前景日益受到关注，CNTs应用研究已经取得长足进展，其范围涉及到纳米电子器件、场发射材料、模板材料、复合材料、储氢材料和传感器组件等领域。CNTs具有优良的力学性能和独特的电学性能等，是复合材料的理想增强相，在CNTs复合材料领域的研究已经取得了一定的成果。     

纳米计量与分子坐标测量机系统设计（1）

从纳米计量学与纳米计量测试的基本概念和基本要求出发，参考有关国外文献，编译了这篇文章，介绍纳米计量学和分子坐标测量机的研究成果。对从事这方面研究的科研人员具有一定的参考价值。文章中首先讨论纳米计量学的概念及其测量不确定度标准，实现，纳米计量的手段－建立分子坐标测量机；叙述了分子测量机设计概念和原则；并于分子测量机机械设计，主要讨论了隔离机械振动，热源，声振动等，二维导轨结构，探针安装结构选择等；计