發(fā)布時(shí)間：2017-07-18 01:06

  本文關(guān)鍵詞：脈沖電子束輻照銀層形態(tài)演化機(jī)制及高溫摩擦性能

  更多相關(guān)文章： 電子束輻照 銀層 形態(tài)演化 高溫摩擦性能 磨損機(jī)制

【摘要】：運(yùn)動(dòng)副在高溫、高接觸應(yīng)力條件下的固體潤(rùn)滑是目前高端技術(shù)裝備發(fā)展所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。銀層在高溫時(shí)具有良好的固體潤(rùn)滑性能,同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易制備、高溫穩(wěn)定性好的特點(diǎn),是一種理想的高溫固體潤(rùn)滑材料。傳統(tǒng)方法制備的銀層膜基結(jié)合力低,重載條件下易剝落,從而限制其在高溫重載條件下的應(yīng)用。電子束合金化技術(shù)是通過(guò)具有高能量密度的電子束轟擊到樣品表面,產(chǎn)生高溫熔化形成冶金結(jié)合,提高基體與銀層的結(jié)合力,解決銀層在高溫重載下的潤(rùn)滑問(wèn)題。本文分別研究了三種不同工藝下制備銀固體潤(rùn)滑層的組織結(jié)構(gòu)及高溫性能:第一種工藝為直接在M50鋼的表面進(jìn)行磁控濺射沉積銀層;第二種工藝為首先采用低能脈沖電子束輻照技術(shù)對(duì)M50基體進(jìn)行預(yù)清潔,隨后進(jìn)行銀層沉積;第三種工藝為M50基體進(jìn)行電子束預(yù)清潔后沉積銀層,最后對(duì)銀層表面進(jìn)行強(qiáng)流脈沖電子束輻照處理。研究了電子束輻照后銀層表面形態(tài)演化機(jī)制。由SEM圖像可得電子束輻照后的銀層表面形貌大致可分為三類:完整連續(xù)覆蓋、網(wǎng)狀、分散狀球形形貌。一定厚度銀層在高能量密度以及多次輻照條件下會(huì)產(chǎn)生熔化及蒸發(fā)損失,隨著銀層剩余量的由多到少,銀的形態(tài)會(huì)由完整連續(xù)向分散球形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。銀層表面形成的主要驅(qū)動(dòng)力為表面能,表面能最低的狀態(tài)為銀層最穩(wěn)定狀態(tài)。在高溫(400/500/600℃)以及高接觸應(yīng)力(2.0/2.5/3.0/3.5GPa)條件下進(jìn)行銀層摩擦磨損試驗(yàn)。結(jié)果表明:M50基體直接進(jìn)行磁控濺射沉積得到的銀層在高溫、高載條件下由于膜基結(jié)合力較差在磨損初期即大面積剝落;基體進(jìn)行電子束輻照清潔后沉積銀層的潤(rùn)滑壽命較長(zhǎng),銀層潤(rùn)滑壽命隨著載荷和溫度的增加而降低,隨著厚度的增加而延長(zhǎng),同時(shí)膜基結(jié)合力提升,銀層不會(huì)產(chǎn)生剝落;基體進(jìn)行低能電子束輻照預(yù)清潔后沉積銀層,繼續(xù)進(jìn)行高能電子束輻照的銀層潤(rùn)滑壽命最長(zhǎng)。銀層的磨損機(jī)制為重載下摩擦副與銀層的作用力產(chǎn)生的擠壓作用將銀轉(zhuǎn)移到磨痕外側(cè),M50基體逐漸顯露,最終銀層失效。最終結(jié)果表明:采用脈沖電子束輻照技術(shù)可有效提高銀層在高溫重載條件下的潤(rùn)滑壽命。
【關(guān)鍵詞】：電子束輻照 銀層 形態(tài)演化 高溫摩擦性能 磨損機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-29
• 1.1 課題背景及研究目的與意義9
• 1.2 固體潤(rùn)滑材料分類及應(yīng)用9-20
• 1.2.1 軟金屬固體潤(rùn)滑材料10-15
• 1.2.2 金屬氧化物及硫化物固體潤(rùn)滑材料15-17
• 1.2.3 非金屬固體潤(rùn)滑材料17-19
• 1.2.4 有機(jī)物固體潤(rùn)滑材料19-20
• 1.3 強(qiáng)流脈沖電子束技術(shù)原理及應(yīng)用現(xiàn)狀20-28
• 1.3.1 脈沖電子束改性技術(shù)發(fā)展20-21
• 1.3.2 脈沖電子束產(chǎn)生過(guò)程21-22
• 1.3.3 強(qiáng)流脈沖電子束表面改性工藝技術(shù)分類22-27
• 1.3.4 電子束改性處理的特點(diǎn)27-28
• 1.4 研究?jī)?nèi)容28-29
• 第2章 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法29-35
• 2.1 試驗(yàn)材料29
• 2.2 銀層制備工藝路線29-30
• 2.3 試驗(yàn)設(shè)備及參數(shù)30-32
• 2.3.1 真空磁控濺射30
• 2.3.2 脈沖電子束輻照30-32
• 2.4 分析測(cè)試方法32-35
• 2.4.1 SEM/EDS分析32
• 2.4.2 表面物相分析32
• 2.4.3 表面粗糙度測(cè)試32
• 2.4.4 顯微硬度測(cè)試32-33
• 2.4.5 摩擦磨損測(cè)試33-35
• 第3章 M50 基體及銀層表面形貌及組織結(jié)構(gòu)研究35-45
• 3.1 引言35
• 3.2 電子束輻照M50 鋼表面形貌及組織結(jié)構(gòu)35-38
• 3.2.1 電子束輻照M50 鋼表面形貌35-36
• 3.2.2 電子束輻照M50 鋼表面物相36-37
• 3.2.3 電子束輻照M50 鋼顯微硬度37-38
• 3.3 磁控濺射銀層表面形貌及物相38-40
• 3.3.1 磁控濺射銀層表面及截面形貌38-39
• 3.3.2 磁控濺射銀層表面物相39-40
• 3.4 電子束輻照銀層表面/截面形貌及物相40-43
• 3.4.1 電子束輻照銀層表面形貌40-41
• 3.4.2 電子束輻照銀層截面形貌41-42
• 3.4.3 電子束輻照銀層表面物相42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第4章 銀層表面形態(tài)演化規(guī)律及演化機(jī)制45-56
• 4.1 引言45
• 4.2 電子束能量密度對(duì)銀層表面形貌的影響45-48
• 4.3 電子束輻照次數(shù)對(duì)銀層表面形貌的影響48-51
• 4.4 銀層厚度對(duì)表面形貌的影響51-52
• 4.5 電子束輻照銀層形態(tài)演化機(jī)制52-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第5章 銀層高溫摩擦性能及磨損機(jī)制研究56-83
• 5.1 引言56
• 5.2 M50 直接沉積銀層高溫摩擦磨損行為分析56-57
• 5.3 電子束預(yù)清潔基體表面銀層高溫摩擦磨損行為分析57-70
• 5.3.1 電子束預(yù)清潔基體表面銀層(1μm)高溫摩擦磨損行為分析57-64
• 5.3.2 電子束預(yù)清潔基體表面銀層(3μm)高溫摩擦磨損行為分析64-70
• 5.4 電子束輻照銀層(基體預(yù)清潔)高溫摩擦磨損行為分析70-82
• 5.4.1 電子束輻照銀層(表面連續(xù)形貌)高溫摩擦磨損行為分析70-76
• 5.4.2 電子束輻照銀層(表面網(wǎng)狀形貌)高溫摩擦磨損行為分析76-82
• 5.5 本章小結(jié)82-83
• 結(jié)論83-85
• 參考文獻(xiàn)85-92
• 致謝92

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 劉英姿;國(guó)外高超音速飛行器研制動(dòng)態(tài)[J];飛航導(dǎo)彈;1998年07期

2 吳愛(ài)民,陳景松,張愛(ài)民,鄒建新,郝勝智,徐洮,董闖;模具鋼電子束表面改性研究[J];核技術(shù);2002年08期

3 邱愛(ài)慈,呂敏;閃光二號(hào)──一臺(tái)太瓦級(jí)脈沖電子束加速器及其應(yīng)用[J];物理;1995年06期

4 李芬;朱穎;李劉合;盧求元;朱劍豪;;磁控濺射技術(shù)及其發(fā)展[J];真空電子技術(shù);2011年03期

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本文編號(hào)：555364