[00971553]中间相碳合金纳米粉体的高温摩擦学原位控制效应与机理

该项目以具有球状和特殊层状构造的富碳物质－碳质中间相为母体材料，通过合金化和高温高压非平衡处理，制备了中间相碳合金新材料；系统研究了中间相碳合金纳米粉体作为特殊润滑油添加剂时的高温摩擦学原位动态控制效应；研究了中间相碳合金的结构特征(有序度，炭化石墨化的难易性等)与其高温摩擦学原位动态控制效应的相关性；揭示了中间相碳合金纳米粉体作为特殊润滑油添加剂时的高温摩擦学原位动态控制效应的机理。该项目采用材料非平衡制备技术成功制备了掺加单一金属元素(铁、镍或钼)以及掺加二元金属元素(Ti/Ni和Ti/Cu)的中间相碳合金纳米粉体；应用材料分析测试技术分析了掺加金属元素对碳质中间相结构有序程度的影响；系统研究了多种中间相碳合金纳米粉体在不同条件下的高温摩擦磨损特性，发现机械合金化法掺加金属元素对碳质中间相的高温润滑效应具有一定促进作用，掺加元素镍或Ti/Ni和Ti/Cu的碳质中间相作为添加剂时，其高温润滑效应更为明显。研究探讨了中间相碳合金纳米粉体的高温边界润滑机理，发现碳质中间相的高温润滑效应与其在高温摩擦过程中诱发产生的石墨化有关。金属元素能够强烈促进中间相的这种石墨化，从而使中间相表现出更加显著的高温润滑效应。该项目的开展，对于充分利用中国丰富的煤焦油沥青和石油沥青资源，提高它们的技术含量和潜在价值，拓展中间相的应用领域具有特殊意义。同时，该项目在为高效能低排放的先进车用发动机提供高温润滑理论和技术方面应用前景将十分广阔。