碳纳米管铅基新型滑动轴承材料的制备及其摩擦磨损性能研究

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1、摘要滑动轴承是汽车发动机、内燃机、空气压缩机等重要机械设备中使用的关键零配件，并且是易损件，在世界范围内，每年对滑动轴承材料的需求量极大。如何提高轴承材料的使用性能和研制新型的轴承材料一直是中外材料科学工作者的热点研究问题。本文利用碳纳米管作为增强体。采用复合电沉积方法制各碳纳米管／铅基合金新型复合轴承材料，对碳纳米管／铅锡复合镀层的制备工艺和摩擦磨损性能进行研究，并讨论碳纳米管在复合镀层的摩擦磨损过程中的抗磨、减摩机理．采用酸处理与球磨的方法对碳纳米管进行预处理，用扫描电镜对预处理后的碳纳米管的表面形貌进行分析，结果表明；酸处理与球磨后的碳

2、纳米管没有明显的团聚现象，具有较好的分散性。在普通铅锡合金镀液的基础上添加不同含量的碳纳米管，制备出碳纳米管，铅锡复合镀层，探讨了电流密度、碳纳米管的加入量、搅拌速度对镀层组织、厚度及硬度的影响．结果表明：当电流密度为l-4A／dm2、中速搅拌时，可获得组织和性能良好的镀层；对镀层的成分分析发现：镀液中加了碳纳米管的复合镀层中有碳元素的存在，问接说明碳纳米管被包覆在镀层中．采用超微负荷显微硬度仪测定镀层的硬度，结果表明；镀液中碳纳米管加入量为29／L左右时出现硬度的峰值15．5HV59，当碳纳米管加入量继续增大时，镀层的硬度逐渐下降。采用扫描

3、电镜对镀层的表面形貌分析表明：复合镀层组织比较致密，几乎无微裂纹，表面晶粒细化程度明显．在表面性能测试仪和摩擦磨损试验机上测试了复合镀层的摩擦磨损性能，结果表明；碳纳米管／铅锡复合镀层的摩擦磨损性能明显优于普通铅锡镀层，当碳纳米管的加入量为29／L左右时，摩擦系数跟磨损量达到最小值，当碳纳米管继续增大时，镀层的摩擦系数跟磨损量反而升高。说明适当含量的碳纳米管在复合镀层中的均匀分布对镀层起到了弥散强广东工业大学T学硕十学位论文化效果，使复合镀层的耐磨性得到提高，同时，由于碳纳米管优良的自润滑性，在摩擦磨损过程中起到减摩作用。关键词：碳纳米管：电

4、沉积；复合镀层；摩擦磨损性能ⅡAbStractSlidebearingisakeyaccessoryofmanymachineryequipmentssuchasmotorstarter,internalcombustionengine，aircompressorandsoon．It’salsoeasytowearoff,SOthedemandofsliderbearingmaterialisverylargeeveryyear．Howtoimprovetheaccessibleperformanceoftheslidebearingandh

5、owtodevelopanewtypeofsliderbearingmaterialbecomesahotinvestigativeproblem，ThistesttookuseofCNTsasreinforcement，preparedanewCNTs／Pb—basecompoundbearingmaterialbythemethodofcompoundelectrodeposition．InthistestIalsomadeastudyofthepreparedtechnologyofCNTs／Pb—basecompositecoatin

6、gandit’sperformanceoffrictionandwearetc，anddiscussedthemechanismthathowCNTsdecreasetheabrasionduringabradingandrubbing．Usedacid—treatedandballgrindingtopretreattheCNTs，usedSEMtoanalyzethemorphologyofCNTs．TheresultshowedthatthelengthofCNTsafteracid-treatedandballgrindingwith

7、outphenomenalagglomerate．It’sdisperseabilityisfairlygood．AddeddifferentcontentofCNTsintoordinaryPb／SnplatingliquortoprepareCNTs／Pb—Sncompositecoating．Discussedhowtheelectriccurrentdensity,contentofCNTs，mixingspeedinfluencetheorganism，thicknessandhardness．Resultshowedthat：th

8、ecoatingwithbestorganismandbehaviorcanbegetwhenelectriccurrentdensityisl～4A，dmzand