| 题名 | 擦涂素描法制备MoS_2/碳基薄膜的摩擦磨损性能研究 |
| 作者 | 薛勇 |
| 答辩日期 | 2017 |
| 导师 | 杨保平 ; 张俊彦 |
| 关键词 | 机械擦涂 铅笔素描 二硫化钼薄膜 碳基薄膜 固体润滑 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 摩擦磨损往往造成能源损耗及环境污染,因此,如何降低摩擦、减少磨损,将会在很大程度上节约许多有限的能源,减少污染物的排放,同时,可以有效延长机械使用寿命。二硫化钼、碳材料（石墨,碳纳米管等）等材料具有良好的减摩抗磨性能,常被作为固体润滑材料用来。本文采用擦涂素描法制备了MoS2/碳基薄膜并考察了不同对偶、不同载荷条件下的摩擦磨损性能。利用场发射扫描电镜（FE-SEM）和拉曼光谱仪（LABRAM HR 800）分别对薄膜结构及其在摩擦过程中结构变化进行表征;利用往复式摩擦磨损试验机（MFT-R4000）、三维表面轮廓仪（Micro XAM-3D）分别研究了薄膜摩擦磨损性能和磨损情况。以MoS2粉末为原料,通过机械擦涂方式,在不锈钢基底上制备MoS2润滑薄膜,考察了所制备MoS2薄膜与GCr15球、Al2O3球和Si3N4球摩擦配副的摩擦磨损性能,并对其润滑及其失效机制进行了探讨。结果表明:在三种不同对偶条件下所制备的MoS2薄膜均表现出良好的减摩抗磨性能,降低不锈钢表面的摩擦系数约82%左右（涂覆前μ0.5,涂覆后μ0.09-0.1）,同时有效减少不锈钢表面的磨损（5 N时降低18%左右,10 N时降低35%左右）;同时拉曼光谱证实摩擦过程MoS2膜层数减小以及MoS2氧化生成Mo O3,使得层间滑移愈加困难,形成滑移面的数目减少,最终致使润滑作用失效。以铅笔芯为原料,通过素描的方式,在不锈钢基底上制备石墨润滑薄膜,考察了变载荷条件下,所制备石墨薄膜与GCr15球摩擦配副的摩擦磨损性能及其在摩擦过程中的结构演变。结果表明:铅笔素描石墨薄膜具有优异的抗摩擦和耐磨性能,降低不锈钢表面的摩擦系数80-85%,明显减少不锈钢表面的磨损（仅为原来的1/28）;此外,变载荷摩擦过程可以提高薄膜的致密性,从而提高薄膜的耐载荷能力（高达65 N）、延长耐磨损寿命。以碳纳米管粉末（CNTs）为原料,通过机械擦涂方式,在不锈钢基底上制备碳纳米管薄膜,考察了恒载荷、变载荷条件下,所制备碳基薄膜与GCr15球、Al2O3球和Si3N4球摩擦配副的摩擦磨损性能。结果表明:对不锈钢基地而言,机械擦涂CNTs薄膜能够起到很好的减摩抗磨作用（涂覆前摩擦系数高达0.5-0.6,存在摩擦跑合期7.5 min,涂覆后摩擦系数低至0.1,磨损也明显降低）;此外,实验过程对CNTs薄膜润滑失效机制进行探讨,发现管状CNTs不同程度的破损造成摩擦过程润滑失效。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 63 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/92895]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 薛勇. 擦涂素描法制备MoS_2/碳基薄膜的摩擦磨损性能研究[D]. 2017. |
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