Ni基复合涂层制备及其宽温域可逆自润滑性能研究的任务书.docx

Ni基复合涂层制备及其宽温域可逆自润滑性能研究的任务书
任务书
一、研究背景
随着机械加工及运动速度的不断提高和工作环境的持续恶化，金属零件表面磨损及摩擦副失效问题越来越凸显，对零件的维护成本和使用寿命造成了巨大影响。因此，针对金属零件表面磨损及摩擦问题，需要开发制备一种能够自润滑的涂层，提高机械零件的使用寿命。近年来，Ni基复合涂层因具有较好的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性等优良性能，成为机械零件表面涂层的研究热点。
二、研究内容
本研究拟利用物理气相沉积技术，制备Ni基复合涂层，并通过结构与性能分析，探究复合涂层中添加不同元素对复合涂层自润滑性能的影响。具体研究内容如下：
1.采用物理气相沉积技术，制备Ni基复合涂层，并且控制不同的沉积参数，如沉积时间、沉积温度等，获取具有一定厚度、结构相对稳定的复合涂层。
2.对制备的Ni基复合涂层进行显微组织、相结构和化学成分的分析，通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和能谱仪（EDS）等技术，分析复合涂层中添加元素的结构和组成，以及不同沉积参数对涂层结构的影响。
3.分析不同元素对涂层摩擦学特性的影响。运用球盘摩擦实验机，测试制备的Ni基复合涂层的摩擦系数和磨损率。并通过摩擦和磨损测试，探究不同元素添加对复合涂层的改善效果，探明其改善摩擦学性能的机理。
4.研究制备的Ni基复合涂层的自润滑性能。通过制备的复合涂层的表面形貌、涂层化学成分以及摩擦学性能测试，探讨添加不同元素对涂层自润滑性能的影响，并通过对采用不同添加剂制备的样品进行比较，探究添加剂种类对自润滑性能的影响规律。
三、研究方法
1.利用物理气相沉积技术，在不同的沉积参数下，制备Ni基复合涂层。
2.对制备的复合涂层进行表面形貌、组成结构、化学成分的分析，并探究不同沉积参数对涂层性能的影响。
3.通过球盘摩擦实验机测试复合涂层的摩擦系数和磨损率，探究不同元素添加对涂层摩擦学特性的影响。
4.利用自制的自润滑实验装置，测试涂层自润滑性能，并对不同添加元素的涂层自润滑性能差异进行比较。
四、预期成果
通过本研究，预计获得以下成果：
1.利用物理气相沉积技术制备Ni基复合涂层。
2.分析不同沉积参数对复合涂层结构和性能的影响。
3.探究添加不同元素对复合涂层摩擦学特性的影响。
4.研究复合涂层的自润滑性能，并探明添加不同元素对自润滑性能的影响规律。
5.以研究结果为基础，为实现涂层的高效自润滑、耐热、耐磨等多种功能提供理论和技术基础，具有很好的应用前景。
五、任务分工及进度安排
任务分工：
1.复合涂层制备：2人负责。
2.复合涂层表面形貌、组成结构、化学成分的分析：2人负责。
3.摩擦学性能测试：1人负责。
4.自润滑性能测试：1人负责。
进度安排：
时间节点任务进度
第1-2周文献调研熟悉Ni基复合涂层制备理论
第3-4周涂层制备实验参数选取，制备Ni基复合涂层
第5-6周表面形貌、组成结构、化学成分的分析实验测试，分析复合涂层结构和组成
第7-8周摩擦学性能测试测试复合涂层的摩擦系数和磨损率
第9-10周自润滑性能测试利用自制自润滑实验装置，测试涂层自润滑性能
第11-12周数据整理和结果分析对实验数据进行整理分析，撰写研究报告
六、参考文献
1.马继梅,张钦成，王伟，罗希章.Ni基纳米复合涂层的制备及其耐磨性表现研究[J].化工新型材料,2016,44(1):43-46.
2.马阳阳,宋亮亮,刘志刚.磁控溅射镀Ni-SiO2复合涂层的结构和性能研究[J].材料保护,2019,52(6):19-22.
3.王诗雅,张连进,张春辉,等.高能球磨制备MoS2纳米片及MoS2/ZnO复合涂层的研究[J].中国表面工程,2020,33(1):82-90.