金属磨损自修复技术

1金属磨损自修复的功能特点和技术指标

金属磨损自修复技术是近几年发展起来的一项具有革命的表面工程领域新技术。它是一种对机械零件磨损区域进行自动补偿,恢复零件原始尺寸和力学性能的抗磨减摩技术。该技术采用了一种“矿石粉体润滑组合物”(粒度不大于10μm)的修复材料,添加到油品和润滑脂中使用。修复材料的主要成分为蛇纹石及少量的添加剂和催化剂,其常用组分(质量分数)包含:蛇纹石[化学通式为3MgO·2SiO2·2H2O,结晶构造式为Mg3(Si2O5)(OH)4]50%～80%,软玉10% ～40%,次石墨1% ～10%。润滑油或脂作为载体，将修复材料的超细粉粒送入摩擦副的工作面上。它不与油品发生化学反应，不改变油的粘度和性质，也无毒副作用。这种自修复材料的保护层不仅能够补偿间隙，使零件恢复原始形状，而且还可以优化配合间隙。因此，有利于降低摩擦振动，减少噪声，节约能源，实现对零件摩擦表面几何形状的修复和配合间隙的优化。

金属陶瓷层具有如下异乎寻常的力学和物理性能。

表面粗糙度：属极光表面类中的亮光泽面；

摩擦因数：0.003～0.007（干摩擦）；

显微硬度：680～710HV；

电绝缘：0.1～10μm的电绝缘层；

线胀系数：13.6～14.2×10-6（与钢相同）；

冲击强度：500MP；

耐高温：1575～1600℃（破坏温度）；

耐腐蚀：在高湿度、海洋环境、酸碱介质中不腐蚀。

2金属磨损自修复技术的作用机理

金属磨损自修复，总微观过程上分为四个阶段:超精研磨，表面清理,修复剂微粒表面凹坑处充分冷作硬化，修复层形成。

当金属磨损自修复材料中粒径为微米级的颗粒材料以润滑脂作为载体进入相互摩擦的机械零件中时,这些微粒材料在机械零件的摩擦中对相互摩擦的机械零件产生超精研磨作用,并通过一系列物理变化和化学变化改变了摩擦表面的金属微观结构。

修复材料在机械零件摩擦表面发生的物理变化是:机械零件在相互摩擦过程中,在摩擦力的作用下,超细微粒颗粒被进一步碾碎,此时微小颗粒对金属摩擦表面产生超精研磨作用,有足够硬度的微粒的超精研磨作用造成金属表面微凸体断裂,使得机械零件摩擦表面的光洁度进一步提高。

修复材料在机械零件金属摩擦表面发生的化学变化是:在超精研磨过程中,微凸体断裂时产生几百度的瞬间闪温,使微粒晶体中镁原子与摩擦表面的铁原子发生置换反应,促使抗磨修复材料在催化剂、活化剂作用下发生微烧结、微冶金过程,从而在铁基金属摩擦表面生成铁基硅酸盐保护层,亦称金属陶瓷层。这一铁基硅酸盐保护层是在金属表面微凸体发生断裂出现闪温时产生的,在非磨损部位上不产生摩擦热,不发生化学置换反应。因而这种铁基硅酸盐保护层的生成有选择性,它只会在相互摩擦的机械零件金属摩擦表面生成。机械零件间不断发生磨损,摩擦面磨损严重时表面凸凹更明显,运动时有较多的机会产生更高的闪温,磨损产生的微凸体断裂和释放的热能使这种化学置换反应继续进行,抗磨修复材料发生微烧结、微冶金的机会也越多；当其表面生成一层金属陶瓷保护层后,磨损部位的修复使其表面光洁度提高,摩擦因数降低,摩擦产生的热能下降,不能提供形成修复层所需要的高温,化学置换反应也就停止,修复层厚度不再增加。但是当这一耐磨保护层受到破坏时,金属表面的摩擦热急剧增加,新的置换反应又将开始,使耐磨保护层得到恢复。

3金属磨损自修复技术的研究进展

欧忠文，徐滨士，马世宁，史佩京等，第一次提出金属磨损摩擦自修复原理，即摩擦自适应修复，摩擦成膜自修复，原位摩擦化学自修复。2002年，乔玉林，姜海等提出了摩擦表面微损伤的原位动态自修复，把纳米材料引入到了自修复中。乔玉林、徐滨士，张继辉，陈国需等，则在不同条件、不同接触形式下分别考察了软金属纳米铜和纳米锌自修复添加剂的摩擦学性能。美国研究了对低速冲击具有自修复能力的树脂复合材料。美国的国家纳米技术计划(NNI)中将设计和制造能进行自修复的纳米材料作为可能取得突破的长期目标。董凌，陈国需等提出了硬修复，软修复等，即纳米微粒在摩擦条件下还原为微晶单质，与磨损的微粒在磨损表面形成合金，硬修复层，起到自修复作用。刘谦，许一，史佩京等，提出摩擦系统自修复，包括摩擦条件优化自修复和在线强化自修复(原位摩擦化学自修复)。提出了表面成膜自修复是真正意义上的自修复。摩擦磨损的自适应、自修复是材料学和摩擦学设计的最终目标，这既是对提高性能的要求，又是仿生化和环境友好的要求。为减少或消除磨损，除进行合理的摩擦学设计外，还可通过3条途径来实现:一是减少或控制造成磨损的条件，如腐蚀、疲劳、浸蚀、粘

着转移、磨粒磨损等；二是提高摩擦副的耐磨性能，如表面合金化、渗硫、渗硼等，或使材料具有自组织、自恢复的能力；三是磨损过程中通过形成新的补偿层来弥补磨损。在油润滑和脂润滑摩擦系统中，以上三条途径均可通过润滑油品设计和有效利用摩擦产生的物理化学作用来实现。

4金属磨损自修复的分类

4.1摩擦成膜自修复

磨损部件的摩擦成膜自修复原理是在摩擦过程中，利用机械产生的摩擦作用、摩擦化学作用和摩擦电化学作用，摩擦副与润滑材料之间产生能量交换和物质交换，从而在摩擦表面上形成正机械梯度的金属保护膜、金属氧化物保护膜、有机聚合物膜、物理或化学吸附膜等，以补偿摩擦副的磨损与腐蚀，形成磨损自修复效应。

摩擦成膜自修复包括: (1)铺展成膜自修复；(2)共晶成膜自修复；(3)沉积成膜自修复。

4.2原位摩擦化学自修复

原理是特种添加剂与金属摩擦副之间产生物理和化学作用，在摩擦副表面垫级或微米级的厚度内渗人或诱发产生新物质，使金属的微组织、微结构得到改善，从而改善金属的强度、硬度、塑性等，实现摩擦副的在线强化，提高摩擦副的承载能力和抗磨性能。

4.3摩擦自适应修复

上面提及的自修复实际上是一种条件自修复，是在摩擦条件下通过润滑介质及环境的物理化学作用，在摩擦副表面形成吸附补偿层、物理沉积补偿层、化学转化膜补偿层和摩擦副表面改性来实现的一种自修复。

4.4微流变塑性整平

润滑介质在摩擦界面的微流变现象是基于摩擦表面不平整所发生的一种润滑状态，结合高分子润滑剂的流变特性，形成了微流变金属表面塑性整平技术。

4.5微观不平

由于高载荷条件下的高接触应力，摩擦表面的流体动压润滑膜也发生塑性化，导致润滑油在弹流接触区内的流变特性。因此，由于摩擦副表面的微观不平度，特别是在粘着、疲劳磨损等形成的凹坑处，造成摩擦副表面润滑油膜不连续，在这样的情况下由于凹坑或微区的作用，该微区内流体受到的剪切应力大大下降，分子受到表面应力的影响大大加强，微区内特种润滑流体的活性高分子聚集，导致微区内流体流变特性发生变化，微区内高分子链互相缠绕，流体的粘塑特性加剧，并在高接触应力的作用下，形成交织的粘塑性固结层，起到整平摩擦磨损表面的作用。

5金属磨损自修复技术的适用范围

从1999年初起，金属磨损自修复技术先后在铁路内燃机车、轴承、压缩机、汽车发动机、变速箱等机械设备中进行了试验，并首先在交通运输和冶金矿山等部门和行业试用中取得了明显的效果。

6需要研究和解决的几个问题

1.认真进行各种不同类型工况条件下的使用效果和经验总结。需要根据不同类

型的工况条件制定出有针对性的合适的工艺规范和处理方案以获得最佳效果。

2.进一步的产业化和操作工艺的规范化。由于矿源和提炼加工该材料工艺的复

杂性，导致其目前的生产成本相对还较高，随着进一步的产业化和使用过程中操作工艺的规范化，必将会大大降低成本和取得更显著的经济效益。

3.深入研究自修复表层的生成机理和扩大其应用范围。由于磨损具有与工况条

件密切相关的系统特性。因此，研究自修复表层在不同条件下的生成机理和规律特别是要研究在无润滑或不同载体条件下金属自修复材料生成保护层的效果，研究预处理等工艺方案。

耐蚀金属材料课程练习题答案(江苏科技大学)

练习题一、选择题 1、为了提高合金的耐蚀性，向材料中加入强的阴极性元素金属，属于以下哪种方法A。 A）降低阳极相活性B）降低阴极相活性C）增加系统阻力 2、同样加入强阴极性元素，有的合金耐腐蚀，有的却不耐蚀。其原因是A。 A）前者处于可钝化的，后者不是B）前者腐蚀体系处于常温，后者不是 C）前者腐蚀体系存有活化离子（如Cl－），后者不是D）以上都不是 3、为提高铁金属材料耐蚀性，铬是一种常添加的元素，主要起以下作用B。 A）使腐蚀电位正移，增加材料的热力学稳定性B）合金易进入钝态区 C）致钝电位向正向移动D）以上都对 4、加入Cu、P、Cr元素的耐候钢具有较好的耐大气腐蚀性，机理是D。 A）有序固溶理论B）电子机构理论 C）表面富集理论D）形成致密腐蚀产物膜理论 5、金属产生晶间腐蚀应满足的条件是C A）在高压的环境中，只要其电极电位低且强度不够； B）在高温的环境中，只要其产生的氧化膜不够致密； C）在腐蚀的环境中，只要其晶粒与晶界物－化状态和电化学性能不同； D）在高压、高温、腐蚀的环境中,只要其晶粒与晶界成分不符合塔曼定律； 6、奥氏体不锈钢中添加Nb元素的主要作用是C A）增加膜的致密性B）提高材料的抗点蚀能力 C）作为稳定化元素抑制碳化铬的生成D）增加热力学稳定性 7、黄铜脱锌属于以下哪种腐蚀类型E。 A）点蚀B）缝隙腐蚀C）晶间腐蚀D）电偶腐蚀E）选择性腐蚀 8、下列哪种热处理工艺对1Cr18Ni9Ti的抗晶间腐蚀是必须的B A）固溶处理B)稳定化处理 C）去应力退火处理D）敏化处理 9、加入了稳定化元素Ti、Nb的奥氏体不锈钢，却没有达到耐腐蚀的目的。这可能是该钢种在使用前没能进行过D处理。 A）固溶处理B）敏化处理C）退火处理D）稳定化处理 10、海水腐蚀环境中，以下哪个区域腐蚀最严重A。 A）飞溅带B）潮差带C）全浸带D）海泥带 11．以下关于可逆氢脆说法错误的是C A）氢脆在室温附近最敏感；B）材料强度越高，氢脆越敏感；

金属材料及其耐磨损、摩擦、腐蚀性能

金属材料及其耐磨损、摩擦、腐蚀性能金属材料是一种历史悠久发展成熟的工程材料。我国早在商朝即有青铜器出现，春秋战国时代开始使用铁器，铝合金的运用亦已有一百年的历史，就连钛合金都已发展六十多年了，随着人类文明的演进，金属材料一直扮演着重要的角色，举凡与我们生活息息相关的食，衣，住，行，无不处处见其踪迹，例如陆、海、空、各类运输工具、桥梁、建筑、机械工具，国防重工业等不胜枚举。金属材料的机械性能。金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能（或称为力学性能）。金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。但在复杂工况条件下，冶金、矿山、港口、电力、煤炭、建材及军事等各个工业行业中，许多工件及设备由于磨损而迅速失效。材料摩擦、磨损和腐蚀虽然很少引起金属工件灾难性的危害，但其造成的经济损失却是相当惊人的。因此，在复杂工况下，耐摩擦、磨损、腐蚀性能是对金属机械材料部件的新挑战。目前，针对金属机械材料部件耐摩擦、磨损、腐蚀性能研究不断更新完善。喷涂型聚氨酯弹性体就是一种工艺技术成熟，可广泛应用于矿山、港口、电力、煤炭等复杂工况下的可增强机械设备耐磨防腐性能的新型高分子聚合物耐磨材料。喷涂型聚氨酯具有优异的耐磨、防腐、耐冲击、抗盐雾腐蚀、耐老化、柔韧弹性、附着力强等性能广泛应用于诸如矿山的各种振动筛、渣浆泵、磁选机、磁选滚筒、浓密机等机械设备。喷涂型聚氨酯弹性体耐磨损性能是硬质合金钢的8

金属材料磨损试验方法

金属材料磨损试验方法试环-试块滑动磨损试验 GB/T12444-2006 一．试验原理试块与规定转速的试环相接触，并承受一定实验力，经规定转数后，用磨痕宽度计算试块的体积磨损，用称重法测定试环的质量磨损，试验中连续测量试块上的摩擦力和正压力，计算摩擦系数。二．试验步骤 1.试验应在10℃—35℃范围内进行，对温度要求较严格的试验，应控制在 23±5℃之内。 2.试验应在无腐蚀性气体、无振动、无粉尘的环境中进行。 3.将试环及试块牢固的安装在试验机主轴及夹具上，试块应处于试环中心，并应保证试块边缘与试环边缘平行。 4.启动试验机，使试环逐渐达到规定转速，平稳的将实验力施加至规定值 5.可以进行干摩擦，也可以加入适当润滑介质以保证试样在规定状态下正常试验，对于润滑磨损实验，试验前应对所有与润滑剂接触的零件进行清洗。 6.根据需要，在试验过程中记录摩擦力。 7.试验累计转数应根据材料及热处理工艺需要确定。 8.对于称重的试样，试验前后用适当的清洗液以相同的方法清洗试样，建议现用三氯乙烷，再用甲醇清洗；清洗后一般在60℃下进行2H烘干冷却至室温后，放入干燥器，立即称重。三．试验结果处理 1.在块形试样磨痕中部及两端（距试样边缘1mm处）测量磨痕宽度，取三次测量平均值作为一个试验数据。 2.标准尺寸试样三个位置的磨痕宽度之差大于平均宽度值20%，试验数据无效。 3.试验报告中至少包括：试验机型号、试验形式、材料种类、热处理种类、实验力（正压力）、试验转速及转数、润滑方式及润滑剂种类、试块的磨痕宽度和体积磨损、试环磨损失去的质量、摩擦系数、环境温度、试块加工方向。四．准确度说明 1.本实验方法的偏差与执行标准的严格性密切相关。相同材料重复性试验的一致性与材料的均匀性、材料在摩擦中的相互作用、试验人员操作技术密切相关。 2.由于本实验结果分散性较大，尤其干摩擦试验对试样初始表面条件十分敏感，因此一般要做3次以上重复试验。 3.磨损量与滑动距离一般不呈线性关系，因此仅能对同样转数的试验结果进行比较。

重金属植物修复技术概述

土壤重金属污染植物修复技术摘要：重金属是全球环境最重要的污染物之一，具有毒性强，不能为生物所分解，大多数也不能通过焚烧的方法从土壤中去除；能通过活性氧等的中介作用，导致植物氧化伤害，乃至死亡，而且能通过食物链在生物体内富集，进而危及人类身体健康等。本文概括了土壤重金属的来源和危害，并论述了植物修复技术的研究方向和优缺点以及未来的发展趋势。关键词：土壤重金属污染植物修复土壤是自然界赋予人类的宝贵资源，是人类赖以生存的物质基础，也是人类环境的重要组成部分，具有维持系统生态平衡的自动调节功能（1）。但是随着工业的发展和农业生产现代化，土壤重金属污染问题已成为全球各国共同面临的棘手问题。从1973年Wagner KH，Siddiqi 首次发表关于土壤重金属污染问题的文献以来，到现在经过了三十多年的研究历程。近十年来有关重金属在土壤、作物中的迁移、富集及对重金属污染土壤的治理和植物修复等问题引起了全世界学者的高度重视和深入研究（2~3）。土壤重金属污染不会被微生物降解、迁移性小、很难被清除、易在土壤中富集，一直备受人们的关注。土壤中重金属含量超过其环境容量时，一则对土壤中的微生物起抑制毒害作用。使土壤生产力降低；二则其直接作用于植物，使植物的生长、发育、繁殖受到影响。产量降低，产品质量下降；再则可先通过吸收富集于植物体内，然后通过食物链迁移至动物和人的体内，严重威胁动物、人类的生存健康。重金属不仅以单一元素污染土壤，当多种重金属在土壤中共存时，它们之间还存在协同、拮抗作用，而且随着污水灌溉以及农药、化肥、污泥的大量施用，进一步加剧了土壤的复合污染（4）。因此，研究土壤重金属污染的来源、形态、赋存形态及转化迁移规律，积极探索更有效、经济的污染测定技术和修复技术具有重要意义。一.土壤重金属污染的现状、来源和危害 1.1土壤重金属污染现状目前，世界各国土壤存在不同程度的重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu为340万吨，Pb为500万吨，Mn为1500万吨，Ni为100万吨（5）。例如，日本农田土壤总污染面积为7030hm2，主要受Cd、Cu、As等重金属污染。据1993年中国环境状况公报，我国工业废水排放量为219.5×108t，污灌污染农田面积为3.3×106hm2。特别是Cd污染总面积己达133331hm2（6），如沈阳市张士灌区因污灌使2533hm2农田遭受Cd污染，其中严重污染面积占13%（7）。江西大余县污灌引起的镉污染面积达5500hm2（8），青岛市2.7%-9%的农田土壤分别受到Cr、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn等7种重金属的轻污染。新疆每年约有2×

再制造表面修复技术

?????????*????＊?????激光再制造技术激光再制造技术是一种全新概念的先进修复技术，它集先进的激光熔覆加工工艺技术、激光熔覆材料技术和其它多种技术于一体，不仅可以使损伤的零部件恢复外形尺寸，还可以使其性能达到甚至超过新品的水平，是重大工程装备修复表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光使之与基体表面薄层一起熔凝的方法，在材料表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层，以改善工件表面性能的工艺。激光再制造主要工艺流程 ?电刷镀技术电刷镀技术需要采用专用的直流电源设备，电源的正极连接镀笔作为刷镀时的阳极；电源的负极连接工件作为刷镀时的阴极。镀笔通常采用高纯度细石墨块作为阳极材料，石墨块外面包裹一层棉花和耐磨的涤棉套。刷镀时使浸满镀液的镀笔以一定的相对运动速度在工件表面上移动，并保持适当的压力。在镀笔与工

件接触的部位，镀液中的金属离子在电场的作用下扩散到工件表面，并在表面获得电子被还原成金属原子，沉积结晶形成镀层，随着刷镀时间的增长，镀层增厚，从而达到镀覆及修复的目的。 ?纳米电刷镀技术纳米电刷镀技术是在传统电刷镀技术的基础上发展起来的先进表面工程技术，通过把具有特定性能的纳米颗粒加入到电刷镀液中，从而得到含有纳米颗粒的复合电刷镀溶液，在刷镀过程中，复合镀液中的纳米颗粒在电场力的作用下或在络合离子挟持作用下与金属离子共同沉积在基体表面，获得纳米颗粒弥散分布的复合电刷镀层，进而提高装备零件表面性能。纳米电刷镀溶液的制备是纳米电刷镀技术的关键和基础。镀液制备的关键是要解决纳米颗粒在盐溶液中团聚这一重大难题。高能机械化学法是一种能有效地将纳米陶瓷颗粒分散在金属基质溶液中的复合分散方法。 ?纳米铜自修复技术纳米铜自修复技术就是纳米铜粉作为润滑油添加剂时摩擦副出现“负磨损”现象形成的一种技术。试验样品：铜粉颗粒直径20nm-80nm（0.5%质量），基础油为650SN。试验使用前用超声分散60min。 ?激光熔覆技术激光熔覆技术是指在被涂覆基体表面上，以不同的添料方式放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面薄层同时熔化，快速凝固后形成稀释度极低，与基体金属成冶金结合的涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等工艺性能的方法。目前，有些亟待解决的难题，如残余应力、变形和裂纹等。 ?激光熔覆同步送粉技术激光熔覆过程送粉方式：预置式和同步式。预置式是将熔覆材料在激光扫描前已沉积到基体表面，此方法难以满足制备全密度功能梯度材料、高柔性等诸多现代科技需求；同步式是在激光扫描基体表面同时将熔覆材料引入熔池，可克服预置式的不足。同步送粉法分侧向送粉和同轴送粉。（1）侧向送粉法是粉末流与激光束轴线之间存在一定夹角，即喷嘴置于激光束一侧。难题是扫描速度方向的变化会引起熔覆层形状与厚度的改变。（2）同轴送粉法是粉末流与激光束都垂直于熔覆层表面，克服了侧向送粉的不足。实现方法有二，如下： ①典型同轴送粉。环形粉末流围绕垂直放置的单个激光束，并汇聚于粉末流焦点。粉末流有圆环锥形聚焦粉末流和对称聚焦粉末流。 ②光内送粉。环形激光束围绕垂直放置的单个粉末流，并与粉末流相交。光内送粉将真正消除扫描方向性问题，提高粉末流稳定性。光粉耦合不受光束离焦量影响，精度高，操作容易。通过适当调节粉斑直径和聚焦光斑直径，不仅可实现光斑略大于粉斑工艺，还能完成轮廓法熔覆过程，大大增加粉末利用率、改善熔覆质量。

自修复涂料的进展

自修复材料的研究方向与研究进展一、自修复材料研究方向 1.自修复涂料类型从从不同角度考虑，自修复涂料可有以下几种类型： (1)从涂料的基本结构，可有分相结构的助剂型与连续相结构的本征型。 (2)基于涂料的基本组成，在分相结构的助剂型涂料中，已经研究报道了不同配方组成：有包囊、纤维填料、有层状膨胀型填料、纳米高岭土等类型。 (3)从修复机理上看，可以有液体释放型、化学反应型、体积膨胀型、可逆共价键型、可逆非共价键型和可逆聚合物网络型等。 (4)从功能上看，可有外观修复功能、防腐功能修复涂料等 2.目前自修复材料的研究主要集中在以下几个方面： (1) 陶瓷混凝土基自修复材料在混凝土中掺入某些特殊的组分，如内含粘结剂的空心胶囊、空心玻璃纤维或液芯光纤，使混凝土材料在受到损伤时部分空心胶囊、空心玻璃纤维或液芯光纤破裂，粘结剂流到损伤处，使混凝土裂缝重新愈合。自修复混凝土对土木建筑结构的应力、应变、和温度等参数进行实时、在线监控、对损伤进行及时修复。这一技术被广泛应用在公路、地基、桥墩等建筑物中。 (2) 金属基自修复材料金属基复合材料由于金属基体特有的属性，一般都是采用能力补

给的方式进行修复。比如高温保温的方法可以对基体内部的缺陷进行修复，严格地讲这并不是自修复的过程，因为它需要外界因素的作用才可以进行修复。也有利用互穿网络高分子膜络合在金属表面，以实现水蒸气滴状冷凝。由于位阻效应，这类高分子容易铺展成片状。涂覆在金属表面时，形成大分子层，从而得到附加热阻小的超薄涂层。由于具有含孤对电子的原子，因而能够与金属离子或原子形成强度较高的配位键(如N→Cu2+和N→Cu 等)。大面积的配位键像图钉一样把高分子膜牢牢地钉在金属表面上。网格状高分子互相牵制的网状结构，能够使个别断裂的配位键有机会重新形成，这种自修复的特性可以防止涂层剥落。其他一些研究主要集中在材料内部分散或复合一些功能性物质来实现。当材料受损时，这些物质发生某种变化(主要是高温下使金属表面形成氧化膜，通过氧化膜对裂纹发展抑制作用)，实现自组装。 (3) 金属磨损自修复材料金属磨损自修复材料是一种由羟基硅酸镁等多种矿物成分、添加剂和催化剂等构成的复杂组分超细粉体组合材料、它的常用组分的粒度为0.1～10μm，可以添加到各种类型的润滑油或润滑脂中使用。以润滑油或脂作为载体，将修复材料的超细粉粒送入摩擦副的工作面上。它不与油品发生化学反应，不改变油的粘度和性质，也无毒副作用。这种自修复材料的保护层不仅能够补偿间隙，使零件恢复原始形状，而且还可以优化配合间隙。因此，有利于降低摩擦振动，减少噪声，节约能源，实现对零件摩擦表面几何形状的修复和配合间隙的优

自修复材料涂层发展及应用概述

自修复材料涂层发展及应用概述二十世纪六十年代，“自我修复材料”的设想被提出，但由于当时科技水平的限制，其并未受到过多的关注，知道进入二十一世纪，其在技术上得以突破和进展。自我修复材料是一种在物体受损时能够进行自我修复的新型材料。本文从自修复材料的分类及修复原理着手，介绍目前自修复材料涂层的发展及应用。自修复材料领域中，主要分为本征型自修复高分子材料以及复合型自修复高分子材料。前一种是指材料本身具有修复性能，经定型后，性质稳定，但制备工艺较为复杂，成本较高；后一种是指在具有导电性质的聚合物中掺杂可修复的微胶囊或者在具有修复性能的聚合物中形成导电纳米颗粒，进而达到修复效果，生产周期短，效益高。下面对这两种修复材料进行详细的说明。本征型自修复高分子材料是一类在外部力量或者外加能量作用时，高分子基体受到一定程度破坏后可以在没有外加能量与作用力的情况下做到自我愈合的材料。目前，国内外相关团队都进行了关于自修复材料的大量研究，开发的自修复聚合物材料主要分为两种，以其中修复的键为区分依据，分为带有可逆共价键的自修复材料和带有可逆非共价键的自修复材料。分别以基于酰腙键型的自修复材料和基于氢键型的自修复材料为例。基于酰腙键型的价键自修复材料的机理，是醛基与酰肼反应生成的酰腙键断裂后可自发生长。修复时，pH值发生变化时，酰腙键会发生断裂和重组，其在宏观上就表现为了材料的自修复行为。氢键型自修复材料是通过在高分子中引入可逆氢键来实现自修复的一类高分子材料，此类材料分子量较高，修复效率快。该类自修复材料在加热条件下完成自我修复，修复方式简单快捷，发展及应用前景较好。除上述所说的两种修复材料外，还有基于双硫键型的自修复高分子材料，基于氮氧键型的自修复高分子材料，基于Dieal-Alder (DA) 型的修复高分子材料，基于超疏水型自修复高分子材料，基于离子作用的自修复高分子材料，基于配位键金属有机自修复高分子材料，前三种属于可逆共价键类型的材料，后两种为可逆非共价键类型的材料。与本征型的自修复高分子材料不同，复合型的自修复高分子材料是通过在高分子基体中加入固化剂使破裂处的位置迅速固化从而实现自修复效果的。固化剂的添加方式有很多种。其中较为普遍且易于操作的有两种：一种是在高分子基体中直接埋置微胶囊；第二种则是在在高分子基体中加入仿生人体血管一类的仿生结构，当高分子基体在受冲击破裂时，仿生血管破裂，流出固化剂使得在破裂处自行修复。前一种最主要的特点便是其只可以修复一次，为弥补前一种修复方式的不足，便出现了仿生人体血管型自修复材料，其修复原理与第一种相同，改变的时固化剂的填充方式，经测试评价，该材料的自我愈合效果显著，可以进行多次的自我疗伤，其修复率都高达50%以上，重复次数大于7次。自修复材料的应用十分广泛，作为涂层是其中一种最为高效的利用方式。其大到应用于航空航天，小到应用于手机等电子产品，其产生的效益都十分巨大。以最近几年的应用为例，2015年一月LG G Flex 2手机发布，其中的一个亮点便是其搭配了可自我修复的手机后壳，虽然按照官方说提供的材料来看，其修复方式与上文所提到的修复方式具有一定的差异，但其效果依旧使得该款手机在CES2015大会上吸引了众多媒体。自修复，意味着手机更好的抗磨损性能，无论是后壳，还是屏幕的疏油层，都是自修复涂层的应用方式，且能带来

金属表面处理方式详解

电镀/电泳/锌镀/发黑/金属表面着色/抛丸/喷砂/喷丸/磷化/钝化电镀镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。电泳电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。电泳表面处理工艺的特点：电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。镀锌镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。现在主要采用的方法是热镀锌。电镀与电泳的区别电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。电泳:溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象。溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象。利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。电泳又名——电着 (著)，泳漆，电沉积。

发黑钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。其原理是将钢铁制品表面迅速氧化,使之形成致密的氧化膜保护层，提高钢件的防锈能力。发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。A3钢用碱性发黑好一些。在高温下（约550℃）氧化成的四氧化三铁呈天蓝色，故称发蓝处理。在低温下（约3 50℃）形成的四氧化三铁呈暗黑色，故称发黑处理。在兵器制造中，常用的是发蓝处理；在工业生产中，常用的是发黑处理。采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。发蓝（发黑）的操作流程：工件装夹→去油→清洗→酸洗→清洗→氧化→清洗→皂化→热水煮洗→检查。所谓皂化，是用肥皂水溶液在一定温度下浸泡工件。目的是形成一层硬脂酸铁薄膜，以提高工件的抗腐蚀能力。金属表面着色金属表面着色，顾名思义就是给金属表面“涂”上颜色，改变其单一的、冰冷的金属色泽，代之以五颜六色，满足不同行业的不同需求。给金属着色后一般都增加了防腐能力，有的还增加了抗磨能力。但表面彩色技术主要的应用还在装饰领域，即用来美化生活，美化社会。抛丸

材料腐蚀复习

一、名词解释哈菲价法则：合金元素对金属氧化物晶体缺陷影响的规律。应力腐蚀：是指敏感材料在拉应力和特定介质的共同作用下引起的断裂。晶间腐蚀：是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。在金属（合金）表面无任何变化的情况下，使晶粒间失去结合力，金属强度完全丧失，导致设备突发性破坏。腐蚀疲劳：是指材料或构件在交变应力与腐蚀环境的共同作用下产生的脆性断裂。点（孔）腐蚀：是一种腐蚀集中在金属（合金）表面数十微米范围内且向纵深发展的腐蚀形式。全面腐蚀：是指整个金属表面均发生腐蚀，它可以是均匀的也可以是不均匀的。潮大气腐蚀：相对湿度Rh<100%，在金属表面上存在肉眼不可见的薄液膜,随水膜厚度增加,V-迅速增大。干大气腐蚀：空气十分干燥，金属表面上不存在水膜,金属的腐蚀属于常温氧化。

湿大气腐蚀：相对湿度Rh≈100%，金属表面上形成肉眼可见的水膜，随水膜厚度增加， V-逐渐减小。杂散电流腐蚀：是指直流电源设备漏电进入土壤产生的电流，对地下管道、贮罐、电缆等金属设施，造成严重的破坏的腐蚀。牺牲阳极法阴极保护：在被保护的金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，依靠它不断溶解所产生的阴极电流对金属进行阴极极化。选择性氧化：如果合金中B组元的浓度低于临界浓度，则最初在合金表面只形成AO，B组元从氧化膜/金属界面向合金内部扩散。但由于B组元与氧亲和力大，随着氧化的进行，当界面处B的浓度达到形成BO的临界浓度时，将发生B+AO---A+BO的反应，氧化产物将转变为BO。这种情形称为合金的选择性氧化。选择腐蚀：是指多元合金中较活泼组分或负电性金属的优先溶解。电化学保护 :通过施加外电动势将被保护的金属的电位移向免蚀区或钝化区，以减小或防止金属腐蚀的方法。活化极化（电化学极化）：如果金属离子进人到溶液里的速度小于电子从阳极迁移到阴极的速度，则阳极上就会有过多的带正电荷金属离子的积累，由此引起电极双电层的负电荷减少，于是阳极电位就向正方向移动，产生阳极极化。浓差极化：在阳极过程中产生的金属离子首先进入阳极表面附近的溶液中，如果进入到溶液中的金属离子向远离阳极表面的溶液扩散得缓慢时，会使阳极附近的金属离子浓度增加，阻碍金属继续溶解．必

金属修复技术

金属结构胶接修理技术金属结构的传统修理方法是铆接、螺接、焊接和其他机械连接等方法，修理之前需要在受损的结构上钻孔或冲孔，削弱了零件强度还产生了密封问题。零件承受负载时，孔的周围会形成应力集中和应力分布不均。为了解决应力集中，若加厚材料，会引起结构重量的增加，应力分布不均匀会降低结构疲劳寿命。钻边的边缘是人为的疲劳源，机械连接处有接触腐蚀的危险，在周期性载荷作用下会发生松动，而铆接和螺接往往费工又费时。目前，金属结构胶接修复主要有两种：高分子聚合金属陶瓷修复金属技术；复合材料修复。金属胶接技术具有以下特点：优点：（1）无应力集中，抗疲劳性能好，在胶接结构中，疲劳裂纹的扩展缓慢。（2）胶接结构重量轻，可省去大量的铆钉、螺栓。因为没有焊缝，不会起皱，表面光洁。（3）胶接不仅提供了配合表面之间结构上的联系，而且保证了密封。（4）胶粘剂层对振动有阻尼作用，降低了噪声载荷的声级。（5）胶接结构中没有空穴和缝隙，不存在留潮气或其他腐蚀物质，减少了腐蚀作用。（6）胶接工艺、设备要求比较简单、操作容易。缺点：（1）胶接的剥离强度较低，在使用环境F胶接剂老化程度难以鉴定。（2）胶接质量因受多种因素的影响，它的无损检验手段还不够完善。一、高分子聚合金属陶瓷修复金属技术相对于电焊、气焊、热喷涂、电刷镀等传统的金属修复手段而言的,高分子聚合金属陶瓷修复金属称为冷焊技术，也称为化学粘接技术，把一种所需材料的胶状经过特别处理的金属及非金属合成物涂在经过处理的金属表面,通过渗透及分子结合,使合成物和金属形成一体,固化后能像金属一样进行机械加工,而且具有金属光泽,几乎和原来母体一样完全看不出疤痕,达到对零件表面形状及所需尺寸的修复作用，即可满足零件的耐磨、耐蚀、尺寸恢复、缺陷填补、密封堵漏等

材料磨损失效分析简述

材料磨损失效分析简述摘要：综述了磨损失效的常见类型及该磨损失效的的影响因素，包括材料的磨损失效过程，指出了降低材料磨损失效的措施，为预防工程领域材料的磨损失效提供了方向。关键词：磨损失效；类型；影响因素；过程；预防措施 The Review Of Wear Failure Analysis In Materials Abstract:The common types and its influencing factors was summarized. Including the process of wear failure of the measures of how to reduce wear failure was pointed directions how to preventing wear failure in engineering material field. Key words:wear, failure; classify; influencing factor;process; precautionary measures 引言磨损失效是机械设备和零部件的三种主要失效形式———断裂、腐蚀和磨损失效形式之一。世界一次能源的三分之一、机电设备的70%—80%是由于各种形式的磨损而产生故障[1]。磨损不仅造成大量的材料浪费，而且可能直接导致灾难性后果。因此,研究磨损失效的原因,制定抗磨对策、减少磨损耗材、提高机械设备和零件的安全寿命是极为有必要的。 1 常见磨损失效类型及其影响因素粘着磨损当一对磨擦副的两个磨擦表面的显微凸起端部相互接触时，即使法向负载很小，但因为凸起端部实际接触的面积很小，所以接触应力很大。如果接触应力大到足以使凸起端部的材料发生塑性变形而且接触表面非常干净，彼此又具有很好的适应性，那么在磨擦界面上很可能形粘着点。当磨擦面发生相对滑动时，粘着占在剪应力作用下变形以致断裂，使材料从一个表面迁移到另一个表面。通常，金属的这种迁移是由较软的磨擦面迁移到较硬的磨擦面上。根据磨损试验后对磨擦面进行金相检验发现，迁移的金属往往呈颗粒状粘附在表面[2]。这是反复的滑动磨擦，使粘着点扩大并在剪应力作用下在粘着点后根部开裂，进而形成磨粒的结果。这就是粘着磨损。粘着磨损过程十分复杂，以上所述只是对复杂现象作了简单的描述。影响粘着磨损性能因素有[3]：（1）润滑条件或环境。在真空条件下金属的磨损极为严重。除了金以外，在大气条件下，金属经过切削或磨削加工，洁净的表面产生氧化膜，它在防止粘着磨损方面有重要的作用。而良好的润滑条件更是降低粘着磨损的重要保障。（2）摩擦副的硬度。材料的硬度越高，耐磨性越好。材料体系一定时，可采用涂层或其他表面处理工艺来降低粘着磨损。（3）晶体结构和晶体的互溶性。其它条件相同时，晶体结构为hcp的材料摩擦系数最低，fcc次之，bcc最高。冶金上互溶性好的金属摩擦副摩擦系数和磨损率高。（4）温度。温度对材料粘着磨损的影响是间接的。温度升高，材料硬度下降，摩擦副互溶性增加，磨损加剧。磨粒磨损

金属表面磨损在线修复技术

金属表面磨损在线修复技术金属表面磨损现象在企业设备运行过程中屡见不鲜，尤其是在承受物料磨损的设备和传动部件方面更为严重。如何修复金属表面问题已成为设备管理者当下考虑的重要问题。随着科学技术的发展，各类修复不工艺也是不断涌现，例如：电刷镀、低温热喷涂、激光熔焊等，这些修复工艺的出现在推动技术工艺改进发展的同时，又受到其自身条件的限制，在满足用户多样化需求方面存在严重的不足，尤其是面对一些紧急突发的设备问题，这些传统的金属修复工艺显得更加捉襟见肘。随着企业的快速发展和规模化进程的不断提高，设备集群化、自动化、连续化程度越来越高。但受生产工艺、设备维护和设备周期寿命等方面的影响，生产过程中各种设备问题的发生难以避免。金属表面磨损是企业设备管理与维护中普遍存在的问题，并且数量较大，损坏频繁。受生产环境、工艺影响,不同行业存在的比重有所不同。造成金属磨损的原因主要是由金属特性引起的，金属虽然具有良好的硬度但是抗冲击性差，变形以后无法复原，抗疲劳性差。金属表面磨损在线修复方法索雷碳纳米聚合物修复材料的出现使得人们眼前一亮。它在很大程度上解决了传统金属修复工艺的短板。高分子纳米聚合物技术是由纳米无机材料、碳纳米管增强的高性能环氧双组份复合材料。该材料最大优点是利用特殊的纳米无机材料与环氧环状分子进行键合，提高分子间的键力，从而大幅提高材料的综合性能，可很好的粘着于各种金属、混凝土、玻璃、塑料、橡胶等材料。有良好的抗高温、抗化学腐蚀性能。同时良好的机加工和耐磨性可以服务于金属部件的磨损再造。目前，索雷碳纳米聚合物材料已成功应用于国内一些大型的轴类磨损及恶劣工矿环境下的金属磨损修复，例如水泥行业的辊压机轴承位磨损、钢铁行业炼钢转炉主轴磨损等，通过采用索雷新技术进行现场快速修复，都取得了良好的使用效果。传统解决方法如补焊后机加工、镶嵌轴套、刷镀、喷涂、打麻点、报废等，这些方法虽在一定程度上应对了生产的需要，但都无法从根本上解决问题，而且对安全连续生产还埋下了隐患，如高温变形、裂纹、镀层脱落等；同时这些传统方法的延续对设备管理工作也不会带来实质性的提升。金属表面磨损修复相关案例展示案例一：2014年11月，企业玉米胚芽干燥器传动轴紧定套磨损导致轴窜动后轴承座端盖破损及停机，由于轴承位磨损后部件接触面积不足以及紧定套禁锢力的不够而难以正常开机。索雷工业针对干燥器

浅谈魔盾金属自修复技术在汽车维修中的应用

浅谈魔盾金属自修复技术在汽车维修中的应用汽车问世100多年来，给人们生产和生活带来很多方便，与此同时，汽车维修也给人们带来了具大的烦脑。传统的汽车发动机大修，对恢复汽车技术性能曾经发挥过重大作用，但也有工艺复杂，大修周期长，耗费工时多，修理费用高，修理质量低等明显弊病。随着国内经济的快速发展，以及一些发达国家先进技术的引进，使我国机器设备工业得以迅速发展，一种能在不解体情况下对发动机总成实施修复的“金属陶瓷自修复技术”在汽车、船舶、机器设备维修中已推广应用，魔盾发动机金属陶瓷抗磨修复系列产品正是这个技术领域应用的皎皎者。一、魔盾发动机金属陶瓷自修复作用过程和技术原理魔盾的发动机金属陶瓷纳米修复剂使用特种材料（仿生因子）与金属摩擦副产生机械物理作用和物理化学作用，从而在摩擦副纳米级或微米级厚度层内渗入、或诱发产生新物质，使金属的微组织、微结构得到改善，从而改善金属的强度、硬度、塑性等，实现摩擦副的在线强化，提高摩擦副的承受能力和抗磨性能，抗氧化性能等的负面影响。魔盾的这一发动机磨损修复过程很复杂，首先，特种材料（仿生因子）通过润滑油作为载体携带进入发动机润滑油路，到达金属摩擦副。然后，当发动机开始运行，逐渐达到一定的温度、压力等条件下，特种材料（仿生因子）被激活，开始向摩擦副渗入，填补磨损的部件，让磨损的金属部件得以复原。最后，在摩擦副高温高压条件下，摩擦副表面逐渐形成复相微晶陶瓷层，有效修复国摩擦表面损伤，提高硬度和耐磨性，并能时刻修复新出现的磨损，达到动态零磨损。仿生因子作用下自生成的复相微晶陶瓷层（碳氧化膜）摩擦系数μ：0.001～0.005(干摩擦条件下) 粗糙度Ra：0.011μm(汽缸套表面实测) 破坏温度TS：1575℃～1600℃ 线胀系数α： 1.14×10-5m/m℃(与钢相同) 显微硬度Hv: 600～1400(与层的致密性及材料配方有关) 综上所述，魔盾发动机金属掏出自修复技术可以有效降低磨粒、粘着、微动等磨损，具有自愈合、自补偿、自修复特性。二、发动机在什么情况下可以使用魔盾发动机金属陶瓷修复由于发动机的机器工作原理，从出厂上路，随着机器运动，它就已经开始磨损，魔盾发动机金属掏出自修复技术可以动态修复磨损，使磨损部件自愈合、自补偿、自修复，达到动态零磨损的功效，所以，从新车开始使用，可以延长发动机的使用寿命，始终保持发动机功率在最佳状态，减少发动机故障。下面是使用示意图：三、魔盾使用方法和要求魔盾使用方法十分简单，不需要任何维修设备，下面讲述各类发动机的使用方法。

新型智能材料-自修复复合材料的进展

实验名称：新型智能材料指导教师：殷陶学院：建筑与城市规划学院专业：风景园林年级班别：2014级1班学生姓名：梁挚呈学号：3114009992 论文选题：自修复复合材料的进展智能材料是指能模仿生命系统，同时具有感知和激励双重功能的材料。自诊断与自修复是智能材料的重要功能。智能自修复材料的研究是一门新兴的综合科学技术。自修复又称自愈合，是生物的重要特征之一，人们把产生缺陷时在无外界作用的情况下，材料本身自我判断、控制和恢复的能力称为自修复。材料在使用过程中不可避免地会产生局部损伤和微裂纹，并由此引发宏观裂缝而发生断裂，影响材料正常使用和缩短使用寿命。裂纹的早期修复，特别是自修复是一个现实而重要的问题。目前，具有自诊断、自修复功能的智能自修复材料已成为新材料领域的研究重点之一，自修复的核心是能量补给和物质补给，其过程由生长活性因子来完成。模仿生物体损伤愈合的原理，使得复合材料对内部或者外部损伤能够进行自修复自愈合，从而消除隐患，增强材料的机械强度，延长使用寿命，在军工、航天、电子、仿生等领域显得尤为重要。智能自修复材料的自修复原理有分子间相互作用的修复机理、内置胶囊仿生自修复机理、液芯纤维自修复机理、热可逆交联反应修复机理。热可逆交联反应修复机理是目前最新的技术。近年来，出现了一种高交联度的真正具有自修复能力的透明聚合物材料，这种材料只要施以简单的热处理就可以在材料需要修补的地方形成共价键，并能多次对裂纹进行修复而不需添加额外的单体。文献以呋喃多聚体和马来酰亚胺多聚体进行Diels Alder（DA）热可逆共聚，形成的大分子网络直接由具有可逆性的交联共价键相连，可以通过DA逆反应实现热的可逆性。这种材料的力学性能可与一般的树

材料腐蚀的种类、危害和解决办法

材料腐蚀的种类、危害及解决办法腐蚀是指材料受周围环境的作用，发生有害的化学变化、电化学变化或物理变化而失去其固有性能的过程。通常环境介质对材料有各种不同的作用，其中有多种作用可导致材料遭受破坏，但只有满足以下两个条件，才称为腐蚀作用：①材料受介质作用的部分发生状态变化，转变成新相。②在材料遭受破坏过程中，整个腐蚀体系的自由能降低。材料腐蚀发生在材料表面。按腐蚀反应进行的方式分为化学腐蚀和电化学腐蚀。前者发生在非离子导体介质中；后者发生在具有离子导电性的介质中，故可通过改变材料的电极电位来改变腐蚀速度。按材料破坏特点分为均匀腐蚀、局部腐蚀和选择性腐蚀。均匀腐蚀指材料表面各处腐蚀破坏深度差别很小，没有特别严重的部位，也没有特别轻微的部分。局部腐蚀是材料表面的腐蚀破坏集中发生在某一区域，主要有孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。选择性腐蚀是金属材料在腐蚀介质中，其活性组元产生选择性溶解，由金属材料合金组分的电化学差异所致。按腐蚀环境又分为微生物腐蚀、大气腐蚀、土壤腐蚀、海洋腐蚀和高温腐蚀等。金属材料以及由它们制成的结构物，在自然环境中或者在工况条件下，由于和其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏，这种现象称为腐蚀，其中也包括上述因素和力学因素或者生物因素的共同作用。某些物理作用例如金属材料在某些液态金属中的物理溶解现象也可以归入金属腐蚀范畴。一般而言，生锈专指钢铁和铁基合金而言，它们在氧和水的作用下形成了主要由含水氧化铁组成的腐蚀产物铁锈。有色金属及其合金可以发生腐蚀但并不生锈，而是形成和铁锈相似的腐蚀产物，如铜和铜合金表面的铜绿，偶尔也被人称作铜锈。由于金属和合金遭受腐蚀后又回复到了矿石的化合物状态，所以金属腐蚀也可以说是冶炼过程的逆过程。上述定义不仅适用于金属材料，也可以广义地适用于塑料、陶瓷、混凝土和木材等非金属材料。例如，涂料和橡胶由于阳光或者化学物质的作用引起变质，炼钢炉衬的熔化以及一种金属被另一种金属熔融液态金属腐蚀，这些过程的结果都属于材料腐蚀，这是一种广义的定义。金属及其合金至今康昆勇

金属磨损修复技术之索雷碳纳米工艺

金属磨损修复技术之索雷碳纳米工艺索雷碳纳米聚合物修复技术是目前较为成熟和性价比较高的一种金属磨损修复维修方案。时间短、费用低、效果好是该技术的几个主要特点。索雷碳纳米聚合物技术是由纳米无机材料、碳纳米管增强的高性能环氧双组份复合材料。该材料最大优点是利用特殊的纳米无机材料与环氧环状分子的氧进行键合，提高分子间的键力，从而大幅提高材料的综合性能，可很好的粘着于各种金属、混凝土、玻璃、塑料、橡胶等材料。有良好的抗高温、抗化学腐蚀性能。同时良好的机加工和耐磨性能可以服务于金属部件的磨损再造。以下以轴类磨损金属修复为例对纳米金属修复技术做进一步的阐述和分析！轴类磨损问题传统金属磨损修复技术分析轴类磨损问题在工业企业设备管理与维护中时有发生且较为普遍。但随着企业设备自动化、连续化程度的不断提高，如何快速、有效的解决问题并降低维修成本，保证企业的安全连续生产是新时期设备管理者管理能力的重要体现。针对轴磨损问题，传统的且常用的方法有以下几种 1、补焊后机加工优势：维修费用低劣势：不能重复修复；易断轴造成重大事故；隐患大，综合成本高 2、刷镀、喷涂优势：热应力小，对材质造成的损伤相对小劣势：对磨损尺寸有限制；无法现场维修；易脱层；费用高 3、镶套优势：费用低劣势：接触面低；使用周期短；设备跳动大 4、塞铜皮优势：费用低；维修快

劣势：接触面低；使用周期短；隐患大 5、打“麻点” 优势：费用低；维修快劣势：接触面低；局限性大；使用周期短；隐患大金属修复技术之轴类磨损修复案例展示 1.“工装法”修复高压电机轴磨损 2.“机加工法”修复电机端盖轴承室磨损

羟基硅酸镁粉体添加剂含量对金属表面自修复膜生成的影响及机制

２００７年６月第３２卷第６期润滑与密封ＬＵＢＲＩＣＡｌｌＯＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＪｕｎｅ２００７Ｖ０１．３２Ｎｏ．６羟基硅酸镁粉体添加剂含量对金属表面自修复膜生成的影响及机制＋齐效文杨育林范兵利（燕山大学机械工程学院河北秦皇岛０６６００４）摘要：采用羟基硅酸镁粉体作为润滑油添加剂，在ＭＭｕ．５Ｇ材料端面摩擦磨损试验机上，研究了不同添加剂含量对４５。钢／４５４钢摩擦副磨损表面自修复膜生成的影响及其机制，借助ｓＥＭ及ＥＤｘ测试分析摩擦副的表面形貌及表面成分组成。结果表明，自修复添加剂的含量对羟基硅酸镁粉体添加剂在磨损表面形成自修复膜影响显著。在添加剂质量分数为２％，３％和５％的工况条件下，试样磨损表面有自修复膜生成。添加剂质量分数为２％时，易于短时间内达到磨损－自修复动态平衡，自修复效果最为理想。自修复膜的生成过程包含磨粒磨损和摩擦化学反应２个阶段。自修复膜的生成使得试样摩擦磨损表面平整光滑，可以有效降低金属磨损。关键词：摩擦磨损；自修复；添加剂中图分类号：ＴＱｌ３８．１文献标识码：Ａ文章编号：０２５４—０１５０（２００７）６—０４６—４ＩｎｎｕｅｎｃｅａｎｄＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅＦｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＳｅｌｆ—ｒｅｐａｉｒＣｏａｔｉｎｇｓ耐ｔｈＭａｇｎｅｓｉｕｍＳｍｃａｔｅＨｙｄｒｏｘｉｄｅＰｏｗｄｅｒＡｄｄｉｔｉｖｅｓｏｆＤｉｆｆｅｒｅＩＩｔＣｏｎｃｅＩＩｔｒａｔｉｏｎＱｉＸｉａｏｗｅｎＹａｎｇＹｕ¨ｎＦａｎＢｉｎｇ¨ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＱｉｎｈｕａｎｇｄａｏＨｅｂｅｉ０６６００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｍｃｔ：Ｉｎｎｕｅｎｃｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｅｎｒｅｐａｉｒｃｏａｔｉｎｇｏｎｔｈｅｗｏｍｓｕｒｆａｃｅｓｏｆ４５ｓｔｅｅｌｐａｉｒｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＭＭＵ－５Ｇｅｎｄ－ｆａｃｅ衔ｃｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｔｅｓｔｅｒｕｎｄｅｒ１ｕｂｒｉｃａｔｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗｉｔｈｍａｇＩｌｅｓｉｕｍｓｉｌｉｃａｔｅｈｙｄｒｏｘｉｄｅｐｏｗｄｅｒａｄ－ｄｉｔｉｖｅｓｏｆｄｉｆｋｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｕｄ－ａｃｅｉｍａｇｅｓｏｆｓｅｌｆ－ｒｅｐａｉｒｃｏａｔｉｎｇｓａｎｄｔｈｅｉｒｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｗｅｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＳＥＭａｎｄＥＤＸ．ｎｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｖａｒｙｉｎｇｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓｈａｓａｇｒｅａｔｉｎｎｕｅｎｃｅ０ｎｔｈｅｆｏｒ－ｍａｔｉｏｎｏｆｓｅｍｒｅｐａｉｒｃｏ砒ｉｎｇｏｎｔｈｅｗｏｍｓｕｒｆ如ｅ．Ｓｅｎｒｅｐａｉｒｃｏ砒ｉｎｇｓａｒｅｆｏｍｅｄ诚ｔｈｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（ｒｎａｓｓｆｈｃｔｉｏｎ）０ｆ２％，３％ａｎｄ５％．Ｔｈｅｄｙｎ舢ｉｃａｌｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｏｆｗｅａｒ肌ｄｓｅｍｒｅｐａｉｒｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｉｎａｓｈｏｒｔｔｉｍｅｗｉｔｈｔｈｅａｄｄｉｔｉｖｅｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ２％，ｗｈｉｌｅｔｈｅｓｅｌｆ－ｒｅｐａｉｒｃｏａｔｉｎｇｓｗｉｔｈｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙａｒｅｆｏｍｅｄ．ＴｈｅｆｏｒＩＩｌａｔｉｏｎｏｆｓｅｎｒｅｐａｊｒｃｏａｔｉｎｇｓｃｏｎ—ｓｉｓｔｓｏｆｔｗｏｓｔａｇｅｓｏｆａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｕｒａｎｄｔｒｉｂｏｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆ４５８ｔｅｅｌｗｉｔｈｓｅｌｆ－ｒｅｐａｉｒｃｏ砒ｉｎｇｓｉｓｎａｔａｎｄｓｍｏｏｔｈｗｈｉｃｈｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｍｅｔａｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：缸ｃｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒ；ｓｅｎｒｅｐａｉｒ；ａｄｄｉｔｉｖｅ磨损表面在线自修复是近年来摩擦学与表面工程技术领域的一个研究热点。其目的是在摩擦副工作过程中，将修复材料（修复剂）加入润滑剂中，在润滑条件下对磨损表面实现在线自修复，及时控制、修复零部件早期出现的磨损，使机械设备保持良好的工作状态。此研究对减少能耗，延长机械的使用寿命和＋基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０４７５０７９）；河北省自然科学基金资助项目（Ｅ２００７０００３５９）；高等学校博士学科点专项科研基金项目（２００６０２１６０１３）．收稿日期：２００７—０３一Ｏｌ作者简介：齐效文（１９７２一），男，博士研究生，目前主要从事表面工程和金属磨损自修复添加剂的研究工作．Ｅ＿ｍａｉｌ：ｑ】【ｗ＠ｙｓｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．维修周期具有重要意义¨－。金属磨损自修复技术采用粒度不大于１０¨ｍ的矿石粉体润滑组合物，添加到润滑油或润滑脂中使用，不与油品发生化学反应，不改变油的粘度和性质，对环境和人体无害。在铁路内燃机车柴油机上开展的应用试验表明，用金属磨损自修复技术处理机械零件可以在其摩擦表面上生成减摩性能优异的耐磨保护层，在机械装备不解体的情况下，动态中完成金属磨损部位的自修复心“］。目前，由于自修复膜生成条件和形成机制尚未完全为人们所认识，限制了该技术的推广和应用¨’“。本文作者采用经表面修饰的羟基硅酸镁粉体作为润滑油添加剂，在ＭＭｕ一５Ｇ屏显式材料端面高温摩万方数据