《AlMgB14-TiB2納米複合塗層醇-水潤滑機理的研究》是依託山東大學，由田耘擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：AlMgB14-TiB2納米複合塗層醇-水潤滑機理的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：田耘
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在全球能源供應日益緊張的今天，將減摩耐磨塗層沉積在各種機械運動部件的表面，降低摩擦減少磨損從而提高能源的使用效率是節能降耗的有效途徑。AlMgB14-TiB2納米複合塗層是近年來出現的一種新型固體潤滑塗層，該塗層在氧化及潮濕環境下表現出優異的減摩耐磨特性。因此AlMgB14-TiB2納米複合塗層將填補類金剛石碳膜與二硫化鉬等傳統固體潤滑塗層的套用空白。醇/水混合潤滑液是新一代綠色環保水性潤滑液，AlMgB14-TiB2納米複合塗層在醇/水潤滑條件下表現出優異的低摩擦磨損特性。本基金項目擬通過系統研究該塗層醇/水潤滑機理即醇/水潤滑條件下摩擦行為及塗層微觀相結構與該塗層表面硼化物尤其是H3BO3自潤滑膜形成，結構，分布及演化的相互作用機理，為該塗層進一步套用奠定堅實的理論基礎，從而為國家工業領域的節能降耗貢獻自己的一份力量。
結題摘要
減摩耐磨塗層技術是實現機械系統節能降耗的有效途徑之一。 AlMgB14-TiB2納米複合塗層是近年來出現的一種新型減摩耐磨塗層，其在新一代綠色環保水性潤滑介質-醇水混合潤滑液作用下，可以極大提高機械運動部件的減摩耐磨性能，因此具有良好的工業套用前景。系統開展關於AlMgB14-TiB2塗層醇水潤滑機理的研究，無疑具有重要的理論和實際意義。本項目系統研究了AlMgB14-TiB2塗層表面化學態演變及水合反應行為的機理。系統研究了不同摩擦條件下醇水潤滑AlMgB14-TiB2塗層摩擦磨損行為及塗層表面摩擦化學反應機理。系統比較研究了醇水潤滑AlMgB14-TiB2塗層與醇水潤滑TiB2塗層的摩擦磨損特性。通過系統研究，本項目首次闡明了硼酸在AlMgB14-TiB2塗層表面的形成及調控機理，為進一步提高AlMgB14-TiB2塗層減摩耐磨性能奠定了堅實的理論基礎。研究發現塗層表面銳鈦礦晶型TiO2對AlMgB14-TiB2塗層表面能，表面潤濕性及表面硼酸形成起著至關重要的作用。紫外輻照結果進一步驗證了銳鈦礦型TiO2是AlMgB14-TiB2塗層表面硼酸生成的關鍵控制因素。 本項目闡明了不同摩擦條件與醇水潤滑AlMgB14-TiB2塗層摩擦磨損行為及塗層表面摩擦化學反應的相互作用過程，發現醇水潤滑AlMgB14-TiB2塗層摩擦過程以拋光磨損機制為主導，磨損率極低。隨著載荷及速度增大，表面拋光效應更加明顯。摩擦接觸界面的微凸體被迅速拋光去除可以降低局域接觸應力從而提高機械運動部件的疲勞壽命， 因此對實際套用有益。 本項目闡明了醇水潤滑AlMgB14-TiB2塗層與醇水潤滑TiB2塗層的摩擦磨損機理，發現拋光磨損行為的本質是化學機械拋光，並且與硼化物塗層結構沒有直接關聯，拋光行為是醇水潤滑富硼硼化物塗層磨損過程的固有特性。在以上機理研究的基礎上，我們實現了醇水潤滑條件下AlMgB14-TiB2塗層的超低摩擦磨損性能，穩態摩擦係數可以達到0.02-0.05，並且具有可以忽略不計的磨損率。本項目所取得的成果將為AlMgB14-TiB2塗層進一步套用奠定堅實的理論基礎。
