發(fā)布時間：2025-04-01 06:29

　　在航天、航空、核電等高新技術(shù)領(lǐng)域,一些重要的運動部件需要在高真空、高負載、強輻射等條件下運行。在這種極端工況下,只有固體潤滑材料才能滿足潤滑要求。MoS₂是一種特別適合于真空環(huán)境下的,具有良好潤滑性能的層狀結(jié)構(gòu)材料。純MoS₂涂層由于涂層的厚度小和結(jié)合力差,導致耐磨壽命較短。將MoS₂與硬質(zhì)材料的結(jié)合可以獲得良好減摩耐磨性能的自潤滑涂層。鎳、鋁可以通過自蔓延反應(yīng)生成高熔點、高硬度的金屬間化合物Ni₃Al和NiAl。利用鎳、鋁之間的反應(yīng),并通過一定技術(shù)手段克服MoS₂在制備過程中的燒損,有望在鋼基體表面快速制備出具有良好潤滑性能的Ni₃Al-MoS₂復合涂層。采用差示掃描量熱/熱重分析法、高溫原位XRD等測試方法,研究二硫化鉬與鎳、鋁、Ni₃Al等金屬的反應(yīng)過程和反應(yīng)機理。研究結(jié)果表明:在加熱溫度超過630℃時,二硫化鉬與鎳開始發(fā)生反應(yīng),生成硫化物Ni₃S₂和鎳鉬固溶體。當...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 固體潤滑材料與應(yīng)用方法
        1.2.1 軟金屬
        1.2.2 層狀潤滑材料
    1.3 Ni/Al自蔓延反應(yīng)及應(yīng)用的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鎳鋁燃燒合成的反應(yīng)機理與工藝影響規(guī)律
        1.3.2 鎳鋁燃燒合成制備涂層的應(yīng)用
    1.4 二硫化鉬與基體材料反應(yīng)的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 二硫化鉬與金屬的反應(yīng)過程及產(chǎn)物
        1.4.2 二硫化鉬與金屬反應(yīng)過程的調(diào)控方法
    1.5 鎳鋁燃燒合成反應(yīng)的溫度場模擬計算
        1.5.1 鎳鋁燃燒合成的絕熱溫度
        1.5.2 鎳鋁燃燒合成的有限元模擬
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料及方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗設(shè)備與方法
        2.2.1 實驗設(shè)備
        2.2.2 實驗過程與工藝參數(shù)
    2.3 分析測試方法
        2.3.1 熱分析測試
        2.3.2 物相與微觀結(jié)構(gòu)分析
        2.3.3 力學與摩擦學等物理性能測試
第3章 二硫化鉬與金屬高溫下的反應(yīng)過程與機理
    3.1 引言
    3.2 MOS₂在自蔓延燃燒反應(yīng)過程中的變化
    3.3 二硫化鉬與鎳的反應(yīng)機理
    3.4 二硫化鉬與鋁的反應(yīng)機理
    3.5 二硫化鉬與Ni3Al的反應(yīng)機理
    3.6 本章小結(jié)
第4章 自蔓延燃燒反應(yīng)的溫度場模擬計算與驗證
    4.1 引言
    4.2 有限元模型的建立
        4.2.1 幾何模型與網(wǎng)格劃分
        4.2.2 定義材料屬性
        4.2.3 初始條件與邊界條件
        4.2.4 自蔓延燃燒反應(yīng)的熱源模型
    4.3 Ni/Al自蔓延燃燒反應(yīng)制備涂層過程中溫度場的分布與變化
        4.3.1 自蔓延燃燒反應(yīng)過程中溫度場的數(shù)值模擬與實驗驗證
        4.3.2 鋼基體與Ni/Al壓坯的界面溫度變化的模擬分析
        4.3.3 預熱溫度對自蔓延燃燒反應(yīng)溫度場的影響
        4.3.4 引燃位置對自蔓延燃燒反應(yīng)溫度場的影響
    4.4 含MOS₂潤滑層時自蔓延燃燒反應(yīng)溫度場的分布與變化
        4.4.1 含MoS₂潤滑層的有限元模型
        4.4.2 上界面及潤滑層中溫度分布與變化
        4.4.3 下界面處及鋼基體中溫度分布與變化
        4.4.4 不同預熱溫度對涂層體系的溫度場影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 自潤滑涂層的制備及其與基體連接性能
    5.1 引言
    5.2 Ni₃Al-MoS₂潤滑層的微觀組織與組成相研究
        5.2.1 熱壓過程中潤滑層的微觀組織與組成相變化
        5.2.2 連接后潤滑層及與NiAl層界面處的微觀組織與相組成
    5.3 NiAl層及連接界面處微觀組織與形成機理
        5.3.1 NiAl層的微觀組織與相組成
        5.3.2 連接界面的微觀組織與相組成
        5.3.3 NiAl層與基體連接強度及斷裂機理
    5.4 潤滑層的摩擦學性能測試
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點
展望
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：4039064