原位石墨烯复合铬基纳米结构涂层的构筑及减摩抗磨机理

基本信息
批准号:51305434
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:梁爱民
学科分类:
依托单位:中国科学院兰州化学物理研究所
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:魏利,强力,高凯雄,曹忠跃,梁红玉
关键词:
石墨烯复合涂层固体润滑摩擦磨损
结项摘要

Many fields of civil and defense industry need solid lubricant coating with good wear resistance and low friction coefficient. The traditional electrodeposited chromium coating has inadequate high temperature resistance, and its preparation process results in serious environmental pollution. A novel means for producing a new chromium base lubrication coating with good lubrication performance and perfect wear and high temperature resistance, i.e., combining the environmentally acceptable electrodeposition process based on trivalent chromium electrolyte and the in-situ composite technology of graphene prepared by electrochemical reduction, was proposed in this research. This method makes chromium base material as skeleton of the coating, and graphene as lubrication phase. Via electrochemical deposition/reduction method the second phase, i.e., graphene, was in-situ embedded in chromium coating just at the time of its formation by electrochemical reduction. Thus, a graphene/chromium base nano-structure composite coating with good lubrucation performance and wear resistance was fabricated. In this project, we will disclose the effect of preparing process conditions, electrolyte composition and etc. on the phase structure and tribological properties of the compostie coating, study its friction behavior and wear machanism, consequently laying a foundation for the development and application of the preparing technololy of the noval chromium base solid lubrication coating.

现代民用及国防工业的众多领域需要抗磨性好、摩擦系数低的固体润滑涂层。本项目针对传统电沉积铬涂层抗高温软化性能差、制备工艺严重环境污染等缺点,提出采用基于三价铬电解液的环保型电沉积方法和电化学还原石墨烯原位复合技术相结合的途径制备兼具减摩与抗磨性能、耐高温性良好的的新型铬基润滑涂层。该方法将铬基材料作为功能涂层的支撑骨架,将石墨烯作为润滑减摩相,通过电化学沉积/还原技术,使石墨烯第二相在电化学还原形成之时于原位镶嵌于铬基材料中,制备出具有铬基石墨烯复合纳米结构的抗磨减摩功能涂层。通过本项目的研究,认识和揭示制备工艺条件、电解液组成等因素对涂层微观物相结构和力学及摩擦学性能的影响,探究涂层的摩擦磨损行为和减摩抗磨机制,为新型铬基固体润滑涂层制备技术的发展和应用奠定基础。

项目摘要

本课题主要考察了原位石墨烯复合铬基纳米结构涂层的制备、结构和抗磨减摩行为及机制,着重研究了摩擦速度及磨损时间对该类复合涂层摩擦学性能与行为的影响,并同传统的硬铬涂层作了对比考察。研究表明,通过合理控制工艺条件,可制备出镶嵌有石墨烯纳米晶的原位复合石墨烯铬基纳米结构涂层;该类涂层的抗磨性与常规硬铬涂层在所考察的摩擦试验条件下不存在数量级的差异;在较低摩擦速度下,经热处理的复合涂层与常规硬铬涂层抗磨性相当,甚至略强,在较高速率下,其抗磨性则不及硬铬涂层;适度的低温热处理可显著改善涂层的性能;铬基涂层存在非常有趣的零磨损行为特性。然而我们也发现,在该类复合涂层与钢基底间存在界面层碳膜,如果能够将界面结合改为金属键合,复合涂层的机械性能将会大幅提高,本研究为该类涂层的研究和发展指明了方向。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
3

基于Pickering 乳液的分子印迹技术

基于Pickering 乳液的分子印迹技术

DOI:10.1360/N972018-00955
发表时间:2019
4

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

DOI:10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0450
发表时间:2021
5

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

DOI:10.11951/j.issn.1005-0299.20200093
发表时间:2020

梁爱民的其他基金

相似国自然基金

1

不对称修饰氟化石墨烯原位增强聚酰亚胺减摩抗磨行为研究

批准号:51805007
批准年份:2018
负责人:叶相元
学科分类:E0505
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

耐磨减摩耐腐蚀抗高温石墨烯/碳纳米管增强陶瓷涂层制备、性能及其机理研究

批准号:51675232
批准年份:2016
负责人:赵永武
学科分类:E0505
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
3

改性聚甲醛的抗磨减摩特性及机理研究

批准号:59305041
批准年份:1993
负责人:胡献国
学科分类:E0505
资助金额:6.00
项目类别:青年科学基金项目
4

复合配方纳米润滑油减摩抗磨机理及对发动机性能的影响研究

批准号:51875423
批准年份:2018
负责人:侯献军
学科分类:E0505
资助金额:60.00
项目类别:面上项目