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特种环境固体润滑涂层技术
  • 熊党生,李建亮,秦永坤著 著
  • 出版社: 北京:国防工业出版社
  • ISBN:9787118107500
  • 出版时间:2016
  • 标注页数:266页
  • 文件大小:45MB
  • 文件页数:284页
  • 主题词:固体润滑-涂层技术-研究

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图书目录

第1章 绪论1

1.1 固体润滑涂层的典型使用环境与应用领域1

1.1.1 空间环境1

1.1.2 航空工业和先进能源装备领域3

1.1.3 高速切削工具和模具领域5

1.1.4 低温条件5

1.2 特殊环境和工况下的润滑涂层5

1.2.1 空间环境用润滑涂层6

1.2.2 航空工业与先进能源装备用润滑复合涂层10

1.2.3 高速切削工具用润滑涂层11

1.3 固体润滑涂层的发展与趋势12

1.3.1 第一代:单组元涂层13

1.3.2 第二代:多层和多组元涂层14

1.3.3 第三代:梯度、超点阵和纳米结构涂层14

1.3.4 第四代:智能涂层(自适应或变色龙涂层)15

1.3.5 织构化与固体润滑复合涂层16

1.4 本书内容简介16

参考文献17

第2章 新型固体润滑涂层设计19

2.1 固体润滑涂层的设计基础19

2.1.1 润滑涂层的低摩擦设计19

2.1.2 润滑涂层的耐磨损设计21

2.1.3 润滑涂层的强韧化设计21

2.1.4 润滑涂层的环境适应性设计22

2.2 耐磨润滑复合涂层23

2.2.1 涂层中的润滑组元23

2.2.2 硬质涂层基体组元24

2.2.3 含有润滑组元的硬涂层25

2.2.4 掺杂其他元素的润滑涂层25

2.3 韧性纳米复合润滑涂层25

2.3.1 韧性纳米晶/非晶复合涂层26

2.3.2 控制晶粒尺寸和织构的纳米晶涂层27

2.3.3 多层纳米复合涂层28

2.3.4 梯度功能涂层29

2.4 空间交变环境条件下的润滑涂层29

2.4.1 空间干/湿交变环境的润滑涂层29

2.4.2 空间大气/真空交变环境润滑涂层30

2.4.3 空间高低温交变环境润滑涂层31

2.5 宽温度环境条件下的润滑涂层32

2.5.1 高速切削刀具用高温润滑硬涂层32

2.5.2 航空航天用高温润滑涂层34

2.6 研究展望35

参考文献35

第3章 硫化物润滑涂层38

3.1 过渡金属硫族化合物涂层38

3.1.1 过渡金属硫族化合物的晶体类型与晶体取向38

3.1.2 过渡金属硫族化合物的润滑机制40

3.1.3 影响摩擦学行为的材料因素43

3.1.4 摩擦学行为的环境依赖性44

3.1.5 过渡金属硫化物的改性49

3.2 元素掺杂的过渡金属硫化物涂层50

3.2.1 掺杂元素对过渡金属硫族化合物结构的影响50

3.2.2 掺杂元素对过渡金属硫族化合物涂层性能的影响53

3.2.3 金属掺杂过渡金属硫化物54

3.2.4 非金属元素掺杂过渡金属硫化物涂层66

3.2.5 化合物掺杂过渡金属硫族化合物70

3.3 MoS2基复合涂层73

3.3.1 多层纳米结构涂层73

3.3.2 具有自组装结构的纳米复合涂层75

3.4 研究展望76

参考文献77

第4章 碳基材料润滑涂层80

4.1 类金刚石碳涂层80

4.1.1 DLC涂层的结构80

4.1.2 氢对类金刚石碳涂层润滑机制的影响82

4.1.3 环境气氛对类金刚石碳涂层的影响86

4.1.4 DLC涂层在超高真空中的摩擦学行为89

4.1.5 DLC涂层在干燥惰性气氛中的摩擦学行为91

4.1.6 DLC涂层在H2气氛中的摩擦学行为93

4.1.7 DLC涂层在高温条件下的摩擦学行为94

4.1.8 DLC涂层在极热原子氧暴露条件下的摩擦学行为95

4.2 DLC改性与复合涂层96

4.2.1 元素掺杂DLC涂层96

4.2.2 梯度功能DLC涂层98

4.2.3 纳米晶碳化物/非晶DLC韧性涂层99

4.2.4 MoS2/a-C:H复合涂层100

4.2.5 纳米复合涂层(DLN)100

4.2.6 DLC涂层的应用101

4.3 其他碳基润滑涂层104

4.3.1 纳米金刚石涂层104

4.3.2 类石墨碳涂层106

4.3.3 碳化物衍生碳(CDC)106

4.3.4 石墨烯108

4.4 研究展望111

参考文献112

第5章 自润滑复合渗镀层116

5.1 含石墨或氟化石墨复合镀层117

5.2 碳纳米管复合镀层119

5.3 镍基含MoS2复合镀层121

5.4 镍基含BN复合镀层127

5.4.1 复合镀层的结构127

5.5 等离子渗Mo层131

5.6 表面渗铬132

5.6.1 渗Cr层的形貌组成132

5.6.2 渗Cr层的高温摩擦学性能133

5.7 等离子MoN共渗层134

5.7.1 合金表面渗层的力学性能135

5.7.2 复合渗层的摩擦性能136

参考文献137

第6章 氟化物与软金属润滑涂层139

6.1 PS系列润滑涂层的设计与制备139

6.1.1 PS系列润滑涂层的材料选择139

6.1.2 PS系列润滑涂层的设计原则141

6.1.3 PS系列润滑涂层成分设计142

6.1.4涂层制备工艺144

6.2 PS系列润滑涂层的组分与性能145

6.2.1 PS101润滑涂层145

6.2.2 PS200系列润滑涂层146

6.2.3 PS300系列润滑涂层150

6.2.4 PS400系列润滑涂层156

6.3 PS涂层与其他涂层的复合161

6.3.1 PS200与银膜复合161

6.3.2 Cr203密封PS212161

6.3.3 PS212与酯类油复合润滑162

6.3.4 PS304与聚酰亚胺复合162

6.3.5 PS400(PS304)与MoS2复合涂层163

6.3.6 顶层箔片表面润滑涂层与轴涂层PS304协同作用163

6.4 环境对润滑涂层性能的影响166

6.4.1 气氛的影响166

6.4.2 滑动速度的影响167

6.4.3 温度的影响167

6.4.4 配副材料的影响168

6.4.5 表面粗糙度对气体箔片轴承承载能力的影响169

6.5 含氟化物与软金属的固体润滑涂层应用170

6.5.1 气体箔片轴承170

6.5.2 发动机汽缸套171

6.5.3 高速轴封172

6.5.4 燃气涡轮发动机控制阀顶杆173

6.6 研究展望173

参考文献174

第7章 环境适应性固体润滑涂层176

7.1 环境适应性润滑涂层的设计176

7.1.1 环境适应性润滑复合涂层设计与材料选择176

7.1.2 含多种润滑剂的纳米复合涂层177

7.2 第一代环境适应性润滑涂层178

7.2.1 MoS2-PbO润滑薄膜178

7.2.2 ZnO-WS2薄膜178

7.3 第二代环境适应性润滑涂层179

7.3.1 自适应YSZ/Au/DLC/MoS2纳米复合涂层179

7.3.2 空间和大气环境的A1203/DLC/Au/MoS2变色龙涂层181

7.3.3 空间自适应WC/DLC/WS2纳米复合涂层183

7.3.4 MoS2-Sb2O3-C自适应纳米复合涂层186

7.4 第三代环境适应性润滑涂层187

7.4.1 YSZ/Au纳米复合涂层188

7.4.2 YSZ-Ag-Mo纳米复合涂层188

7.4.3 具有TiN扩散阻碍层的适应性纳米复合涂层191

7.4.4 含MoS2纳米相的YSZ-Ag-Mo纳米复合涂层195

7.4.5 复层结构(YSZ-Ag-Mo)-TiN-(YSZ-Ag-Mo))自适应纳米复合涂层196

7.4.6 多层结构纳米复合涂层198

7.4.7 氮化物基自适应涂层202

7.5 研究展望203

参考文献204

第8章 表面织构与固体润滑复合涂层207

8.1 表面织构化技术207

8.1.1 激光表面织构化概述207

8.1.2 激光与材料表面的相互作用208

8.1.3 激光织构化形貌211

8.1.4 表面织构化方法212

8.2 涂层表面织构化214

8.2.1 TiCN涂层215

8.2.2 TiAlCN涂层215

8.2.3 Ti-TiC-TiC/DLC涂层215

8.2.4 类金刚石(DLC)膜216

8.2.5 镀铬涂层217

8.2.6 VN涂层218

8.3 织构化表面涂层219

8.3.1 织构化表面涂覆润滑剂219

8.3.2 织构化表面溅射沉积膜226

8.3.3 织构化表面镀层230

8.3.4 织构化表面渗层232

8.3.5 织构化表面DLC膜236

8.4 纳米织构化表面润滑涂层237

8.5 研究展望239

参考文献239

第9章 固体润滑涂层性能评价方法242

9.1 固体润滑涂层的基本性能测试242

9.1.1 涂层厚度的测量242

9.1.2 膜-基体复合材料硬度测试243

9.1.3 热膨胀性能测试243

9.1.4 涂层结合性能测试244

9.1.5 热导率测试245

9.2 评价涂层摩擦学性能的典型试验装置247

9.2.1 高温往复球盘摩擦试验机247

9.2.2 往复式高温摩擦磨损试验机247

9.2.3 高温销-盘旋转摩擦试验机249

9.2.4 真空(UHV)球-盘式摩擦试验机249

9.2.5 气氛可控的球盘滑动摩擦试验机250

9.2.6 湿度可控的球-盘式摩擦试验机251

9.2.7 Falex销-盘式摩擦试验机251

9.2.8 超低摩擦涂层的测量252

9.3 模拟实际工况摩擦测试装置252

9.3.1 空气箔片轴承试验机252

9.3.2 衬垫-盘结构的MiTi高速高温摩擦试验机254

9.3.3 轴承力矩测试系统255

9.3.4 模拟空间原子氧环境摩擦学测试装置256

9.4 涂层摩擦磨损原位测试装置257

9.4.1 带有扫描白光干涉仪的往复销-盘摩擦试验机258

9.4.2 摩擦分光计259

9.4.3 原位拉曼摩擦试验装置259

9.4.4 环境AFM260

9.5 涂层以及磨损表面微观结构表征260

9.5.1 电子探针微观分析261

9.5.2 三维光学轮廓仪261

9.5.3 扫描电子显微镜(SEM)262

9.5.4 透射电子显微镜(TEM)262

9.5.5 X射线衍射(XRD)263

9.5.6 X射线光电子能谱(XPS)263

9.6 研究展望263

参考文献264

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