微納米硫系固體潤(rùn)滑

前言

　　摩擦學(xué)是研究做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的、相互作用的表面問(wèn)摩擦、磨損與潤(rùn)滑現(xiàn)象的產(chǎn)生、變化和發(fā)展規(guī)律及其應(yīng)用的一門(mén)科學(xué)和技術(shù)，它已成為許多科學(xué)、技術(shù)和工程領(lǐng)域的重要科學(xué)基礎(chǔ)與技術(shù)支撐?！　」腆w潤(rùn)滑是潤(rùn)滑的重要組成部分。固體潤(rùn)滑劑的出現(xiàn)，既彌補(bǔ)了流體及半流體潤(rùn)滑劑（如潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂）不能在苛刻條件下有效工作的缺陷，又解決了在不能使用潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂的干摩擦條件下的摩擦副的潤(rùn)滑問(wèn)題，尤其突出的是，機(jī)械設(shè)備的摩擦副若采用流體+固體的混合潤(rùn)措時(shí)，其減摩抗磨效果要明顯，比單獨(dú)的流體潤(rùn)滑優(yōu)越得多。鑒于大多數(shù)的典型摩擦副，如軸承、齒輪、缸套活塞環(huán)等均處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，因而固液混合潤(rùn)滑具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)于減少機(jī)械設(shè)備的摩擦磨損、延長(zhǎng)使用壽命、減少維修費(fèi)用以及節(jié)能環(huán)保具有重大意義。　　硫系固體潤(rùn)滑劑（如硫化亞鐵、二硫化鉬、二硫化鎢、硫化鋅）屬于金屬化合物類固體潤(rùn)滑劑，是固體潤(rùn)滑劑中應(yīng)用最廣、效果很好的一類，它具有典型的固體潤(rùn)滑劑的密排六方晶格特征，剪切強(qiáng)度低，在摩擦力作用下易滑移，易于轉(zhuǎn)移到摩擦副的對(duì)偶面，避免金屬的直接接觸，從而保護(hù)基體材料不受磨損或少受磨損。硫系固體潤(rùn)滑薄膜涂層的制備方法很多，所得薄膜涂層均有良好的摩擦學(xué)性能。本書(shū)所介紹的硫系固體潤(rùn)滑薄膜涂層主要由近十年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的具有環(huán)保節(jié)能特色的等離子體低溫離子滲硫技術(shù)或其復(fù)合處理技術(shù)所制備，突出的特點(diǎn)是制備成本低廉，薄膜成分結(jié)構(gòu)可控，摩擦學(xué)性能優(yōu)良，適用面較廣。本書(shū)所介紹的硫系固體潤(rùn)滑薄膜涂層很好地體現(xiàn)了摩擦學(xué)、材料學(xué)、表面工程學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，因此有望成為固體潤(rùn)滑領(lǐng)域新的發(fā)展方向。　　在國(guó)家大力提倡建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)，大力實(shí)施節(jié)能減排的大背景下，作者編著此書(shū)，擬向廣大讀者介紹一些先進(jìn)的微納米硫系固體潤(rùn)滑的基本知識(shí)和在這個(gè)領(lǐng)域多年來(lái)積累的研究工作成果，期望讓更多的科研人員和工程技術(shù)人員在研究，以及機(jī)械設(shè)計(jì)、加工制造、維修與再制造中，了解這類固體潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法的特點(diǎn)和效果，能合理地進(jìn)行選用和運(yùn)用，以求獲得最大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。

內(nèi)容概要

本書(shū)共分8章，全面系統(tǒng)地介紹了硫化亞鐵、二硫化鉬、二硫化鎢、硫化鋅等4種微納米硫系固體潤(rùn)滑薄膜或涂層（也包括作為潤(rùn)滑油添加劑的微納米顆粒）的制備方法及工藝、微觀表征與摩擦學(xué)性能、減摩機(jī)理與模型等。本書(shū)重點(diǎn)介紹了利用環(huán)保節(jié)能的低溫離子滲硫技術(shù)制備的硫化亞鐵固體潤(rùn)滑薄膜，在此基礎(chǔ)上，介紹了利用低溫離子滲硫技術(shù)與濺射、噴涂、堆焊等常用的表面工程技術(shù)進(jìn)行復(fù)合處理后制備的新型固體潤(rùn)滑薄膜或涂層。本書(shū)體現(xiàn)了多學(xué)科綜合性與交叉性，涉及面廣，技術(shù)水平先進(jìn)，對(duì)固體潤(rùn)滑材料的實(shí)際應(yīng)用具有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用。    本書(shū)適用于從事摩擦學(xué)、材料學(xué)、機(jī)械學(xué)、機(jī)械制造、設(shè)備維修與再制造等領(lǐng)域的教學(xué)、研究、設(shè)計(jì)和管理人員參考閱讀，也可作為相關(guān)專業(yè)研究生和高年級(jí)本科生的專業(yè)教材。

書(shū)籍目錄

前言第1章　固體潤(rùn)滑材料  1.1　固體潤(rùn)滑概述    1.1.1　引言    1.1.2　金屬的黏著磨損與擦傷及其防止辦法    1.1.3　固體潤(rùn)滑  1.2　軟金屬類固體潤(rùn)滑劑    1.2.1　軟金屬的晶體結(jié)構(gòu)    1.2.2　軟金屬的理化特性    1.2.3　軟金屬的潤(rùn)滑機(jī)理  1.3　金屬化合物類固體潤(rùn)滑劑    1.3.1　硫化亞鐵    1.3.2　二硫化鉬    1.3.3　二硫化鎢    1.3.4　硫化鋅    1.4　無(wú)機(jī)物類固體潤(rùn)滑劑    1.4.1　石墨    1.4.2　氮化硼    1.5　有機(jī)物類固體潤(rùn)滑劑    1.5.1　聚四氟乙烯    1.5.2　聚乙烯      1.5.3　尼龍    1.5.4　聚甲醛      1.5.5　酚醛樹(shù)脂    1.5.6　環(huán)氧樹(shù)脂    參考文獻(xiàn)第2章　離子滲硫法制備Fes固體潤(rùn)滑薄膜  2.1  固體FeS的微觀結(jié)構(gòu)    2.1.1　固體FeS的表面形貌    2.1.2　固體FeS的相結(jié)構(gòu)分析    2.1.3　固體FeS的透射電鏡觀察      2.1.4　電子衍射圖像分析  2.2　離子滲硫?qū)拥男纬蛇^(guò)程    2.2.1　試驗(yàn)方法    2.2.2　不同滲硫時(shí)間滲層的表面形貌    2.2.3　不同滲硫時(shí)間時(shí)滲層表面成分    2.2.4　不同滲硫時(shí)間滲層的相結(jié)構(gòu)    2.2.5　滲硫?qū)拥男纬蓹C(jī)理  2.3　離子滲硫?qū)拥慕Y(jié)構(gòu)特征    2.3.1　45鋼、GCr15鋼滲硫?qū)拥慕Y(jié)構(gòu)特征    2.3.2　4種鋼滲硫?qū)拥慕Y(jié)構(gòu)特征  2.4　離子滲硫?qū)拥哪Σ翆W(xué)性能    2.4.1　45鋼和GCr15鋼滲硫?qū)拥哪Σ翆W(xué)性能    2.4.2　4種鋼滲硫?qū)拥哪Σ翆W(xué)性能    2.5  對(duì)離子滲硫?qū)咏M織結(jié)構(gòu)和摩擦學(xué)性能影響的因素    2.5.1　基體狀態(tài)對(duì)45鋼滲硫?qū)拥挠绊?   2.5.2　環(huán)境溫度對(duì)Gcrl5鋼滲硫?qū)拥挠绊?     2.5.3  磨損條件對(duì)Gcrl5鋼滲硫?qū)幽Σ翆W(xué)行為的影響    參考文獻(xiàn)第3章　兩步法制備Fes固體潤(rùn)滑薄膜  3.1　射頻濺射Fe膜+低溫離子滲硫復(fù)合處理    3.1.1　射頻濺射技術(shù)    3.1.2　制備工藝    3.1.3　組織結(jié)構(gòu)    3.1.4　FeS薄膜的摩擦學(xué)性能　3.2　噴丸+低溫離子滲硫復(fù)合處理    3.2.1　制備工藝    3.2.2　結(jié)構(gòu)特征    3.2.3　滲硫?qū)拥哪Σ翆W(xué)性能　3.3　滲氮+低溫離子滲硫復(fù)合處理    3.3.1　45鋼滲氮+低溫離子滲硫復(fù)合處理　　……第4章　其他方法制備Fes固體潤(rùn)滑膜層第5章　微納米Mos2固體潤(rùn)滑薄膜第6章　微納米WS2固體潤(rùn)滑薄膜第7章　微納米Zns固體潤(rùn)滑薄膜第8章　潤(rùn)滑油中添加微納米硫系固體潤(rùn)滑粒子參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　固體潤(rùn)滑材料　　1.1　固體潤(rùn)滑概述　　摩擦導(dǎo)致大量機(jī)械能的損耗，而磨損則是機(jī)械零件失效的一個(gè)重要原因。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界約有1／3的能源消耗于摩擦，約80％的機(jī)器零件失效是由磨損引起的。對(duì)一個(gè)高度工業(yè)化的國(guó)家，每年因摩擦和磨損所造成的經(jīng)濟(jì)損失差不多占其國(guó)民經(jīng)濟(jì)年產(chǎn)值的2％。在我國(guó)，由于工業(yè)技術(shù)水平還相對(duì)比較落后，摩擦磨損所造成的損失，以及工業(yè)生產(chǎn)的能耗水平，要遠(yuǎn)高于這個(gè)平均數(shù)字。所以摩擦與磨損的研究，是一個(gè)有重大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的課題?！　∧Σ僚c磨損自古以來(lái)就一直伴隨著人類的生活和生產(chǎn)，人們力圖控制摩擦與減輕磨損的努力一直沒(méi)有停止。隨著工業(yè)的發(fā)展，特別是在現(xiàn)代工業(yè)與技術(shù)中，高速、重載的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，核反應(yīng)、宇宙飛船那樣的惡劣工作環(huán)境，對(duì)磨擦與磨損提出了越來(lái)越高的要求，為這門(mén)學(xué)科的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力，使摩擦學(xué)這門(mén)邊緣學(xué)科獲得了高速發(fā)展。近年來(lái)，減摩抗磨表面工程技術(shù)的應(yīng)用在提高產(chǎn)品的性能、降低成本、節(jié)約資源等方面起到了十分重要的作用，它既能對(duì)材料表面進(jìn)行改性，制備多種功能（防腐、耐磨、耐高溫、耐疲勞、耐輻射、抗氧化以及光、熱、磁、電等特殊功能）的涂、鍍、滲、覆層，成倍延長(zhǎng)機(jī)件的壽命，又可對(duì)廢舊機(jī)件進(jìn)行修復(fù)。表面工程技術(shù)將成為主導(dǎo)21世紀(jì)工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，而作為具有減摩抗磨重要效果的新型固體潤(rùn)滑膜層與技術(shù)，不僅在航空航天等軍工技術(shù)領(lǐng)域解決了一系列特殊工況條件下的潤(rùn)滑難題，而且在民用工業(yè)領(lǐng)域中也在迅速發(fā)展。

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