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第1章 固体润滑材料1

1．1固体润滑概述1

1．1．1引言1

1．1．2金属的黏着磨损与擦伤及其防止办法1

1．1．3固体润滑5

1．2软金属类固体润滑剂9

1．2．1软金属的晶体结构10

1．2．2软金属的理化特性10

1．2．3软金属的润滑机理11

1．3金属化合物类固体润滑剂11

1．3．1硫化亚铁11

1．3．2二硫化钼21

1．3．3二硫化钨36

1．3．4硫化锌41

1．4无机物类固体润滑剂48

1．4．1石墨48

1．4．2氮化硼51

1．5有机物类固体润滑剂54

1．5．1聚四氟乙烯54

1．5．2聚乙烯56

1．5．3尼龙57

1．5．4聚甲醛58

1．5．5酚醛树脂58

1．5．6环氧树脂59

参考文献59

第2章 离子渗硫法制备FeS固体润滑薄膜62

2．1固体FeS的微观结构62

2．1．1固体FeS的表面形貌62

2．1．2固体FeS的相结构分析63

2．1．3固体FeS的透射电镜观察63

2．1．4电子衍射图像分析66

2．2离子渗硫层的形成过程67

2．2．1试验方法67

2．2．2不同渗硫时间渗层的表面形貌67

2．2．3不同渗硫时间时渗层表面成分70

2．2．4不同渗硫时间渗层的相结构70

2．2．5渗硫层的形成机理71

2．3离子渗硫层的结构特征72

2．3．1 45钢、GCr15钢渗硫层的结构特征72

2．3．2 4种钢渗硫层的结构特征80

2．4离子渗硫层的摩擦学性能83

2．4．1 45钢和GCr15钢渗硫层的摩擦学性能83

2．4．2 4种钢渗硫层的摩擦学性能106

2．5对离子渗硫层组织结构和摩擦学性能影响的因素114

2．5．1基体状态对45钢渗硫层的影响114

2．5．2环境温度对GCr15钢渗硫层的影响118

2．5．3磨损条件对GCr15钢渗硫层摩擦学行为的影响122

参考文献126

第3章 两步法制备FeS固体润滑薄膜128

3．1射频溅射Fe膜＋低温离子渗硫复合处理128

3．1．1射频溅射技术128

3．1．2制备工艺130

3．1．3组织结构130

3．1．4 FeS薄膜的摩擦学性能132

3．2喷丸＋低温离子渗硫复合处理134

3．2．1制备工艺134

3．2．2结构特征135

3．2．3渗硫层的摩擦学性能138

3．3渗氮＋低温离子渗硫复合处理141

3．3．1 45钢渗氮＋低温离子渗硫复合处理141

3．3．2灰铸铁渗氮＋低温离子渗硫复合处理150

3．4氮碳共渗＋低温离子渗硫复合处理154

3．4．1 CrMoCu合金铸铁氮碳共渗＋低温离子渗硫复合处理154

3．4．2 W18Cr4V氮碳共渗＋低温离子渗硫复合处理156

3．5热喷涂3Cr13＋低温离子渗硫复合处理158

3．5．1电弧喷涂技术158

3．5．2高速电弧喷涂161

3．5．3制备工艺161

3．5．4组织结构161

3．5．5复合3Cr13／FeS层的摩擦学性能164

3．6热喷涂FeCrBSi＋低温离子渗硫复合处理167

3．6．1制备工艺167

3．6．2组织结构168

3．6．3 FeCrBSi／FeS层的摩擦学性能170

3．7氩弧保护堆焊＋低温离子渗硫复合处理173

3．7．1 MIG堆焊技术173

3．7．2复合堆焊渗硫层的制备工艺174

3．7．3复合堆焊渗硫层的组织结构175

3．7．4复合堆焊渗硫层的摩擦学性能176

3．8 FeS薄膜润滑的机理180

参考文献183

第4章 其他方法制备FeS固体润滑膜层184

4．1高速火焰喷涂FeS薄膜184

4．1．1高速火焰喷涂技术184

4．1．2制备工艺190

4．1．3结构特征190

4．1．4 FeS涂层的摩擦学性能193

4．1．5 FeS薄膜的润滑机理199

4．2等离子喷涂FeS、FeS2涂层200

4．2．1等离子喷涂技术200

4．2．2 FeS和FeS2涂层的制备工艺203

4．2．3 FeS和FeS2涂层的结构特征203

4．2．4 FeS和FeS2涂层的摩擦学性能205

4．3热喷涂纳米FeS和FeS-SiC复合涂层210

4．3．1热喷涂纳米FeS涂层210

4．3．2热喷涂FeS-SiC复合涂层211

4．4离子渗硫层与热喷涂层的摩擦学性能比较212

4．4．1试验方法212

4．4．2结构及摩擦学性能212

4．5溶胶-凝胶FeS涂层214

4．5．1制备工艺214

4．5．2结构特征215

4．5．3 FeS涂层的摩擦学性能217

4．6硫离子注入法制备FeS薄膜224

4．6．1离子注入技术224

4．6．2硫离子注入法制备FeS的摩擦学性能225

参考文献226

第5章 微纳米MoS2固体润滑薄膜227

5．1 MoS2薄膜227

5．1．1溅射MoS2薄膜227

5．1．2两步法制备MoS2薄膜231

5．1．3热喷涂MoS2薄膜253

5．1．4黏结MoS2薄膜254

5．1．5无机富勒烯纳米MoS2薄膜261

5．2 MoS2／金属共沉积262

5．2．1 MoS2 ／Ni复合膜263

5．2．2 MoS2 ／Ti复合薄膜277

5．2．3 MoS2 ／Au共溅射膜283

5．2．4 MoS2 ／Zr复合薄膜283

5．2．5 MoS2 ／Ta复合薄膜285

5．3 MoS2／金属化合物复合薄膜287

5．3．1 MoS2／TiN复合薄膜287

5．3．2 MoS2 ／Pb2 O3复合薄膜292

5．3．3 MoS2 ／LaF3复合膜293

5．3．4 MoS2 ／FeS多层膜295

5．4 MoS2／石墨涂层300

参考文献302

第6章 微纳米WS2固体润滑薄膜305

6．1 WS2膜层305

6．1．1脉冲激光沉积WS2薄膜305

6．1．2两步法制备WS2薄膜309

6．1．3离子束照射WS2涂层318

6．2 WS2 ／Ag复合薄膜321

6．2．1 WS2 ／Ag复合薄膜的结构特征321

6．2．2 WS2 ／Ag复合薄膜的摩擦学性能324

6．3 WS2／MoS2多层膜328

6．3．1 WS2 ／MoS2共溅射膜328

6．3．2两步法制备WS2／MoS2多层膜331

6．4 WS2 ／氟化石墨薄膜338

6．4．1 WS2 ／氟化石墨薄膜的表征338

6．4．2 WS2 ／氟化石墨薄膜的摩擦学性能339

6．5 Ni-P-无机类富勒烯纳米WS2复合镀层341

参考文献342

第7章 微纳米ZnS固体润滑薄膜344

7．1 ZnS薄膜344

7．1．1 ZnS薄膜的微结构344

7．1．2 ZnS薄膜微结构的影响因素346

7．1．3 ZnS薄膜应力的影响因素349

7．2 Zn／ZnS复合层354

7．2．1制备工艺354

7．2．2结构特征355

7．2．3薄膜的摩擦学性能356

7．2．4 Zn／ZnS复合涂层的润滑机理359

7．3 ZnS-PAA-PDDA纳米复合薄膜359

参考文献361

第8章 润滑油中添加微纳米硫系固体润滑粒子363

8．1纳米润滑油添加剂的种类和作用原理363

8．1．1纳米润滑油添加剂的分类363

8．1．2纳米微粒作为润滑油添加剂的优势及存在的问题365

8．1．3纳米润滑油添加剂的摩擦机理366

8．2 FeS纳米微粒作为润滑油添加剂367

8．2．1 DDP修饰FeS纳米微粒367

8．2．2 DDP修饰FeS和CdS纳米粒子的摩擦学性能比较370

8．3 MoS2纳米微粒作为润滑油添加剂371

8．3．1热分解法制备纳米MoS2371

8．3．2化学共沉淀方法制备纳米MoS2374

8．3．3无机富勒烯纳米MoS2377

8．4 WS2纳米微粒作为润滑油添加剂381

8．4．1自转化法制备纳米WS2381

8．4．2热分解法制备WS2387

8．4．3机械-物理固相反应法制备纳米WS2391

8．4．4 WS2在汽油机油中的摩擦学性能393

8．4．5 WS2粒子作高温润滑脂添加剂397

8．4．6无机富勒烯纳米WS2402

8．5 ZnS纳米微粒作为润滑油添加剂405

8．5．1 DDP修饰ZnS纳米粒子405

8．5．2 DDP和油酸修饰ZnS纳米粒子406

8．5．3未修饰ZnS和DDP修饰ZnS纳米粒子408

8．5．4反胶束法制备纳米硫化锌微粒412

8．5．5 ZnS纳米粒子在层状液晶中的原位合成及润滑性能412

参考文献415