海基风电机组用铜基粉末冶金摩擦材料及其耐蚀性研究

论文摘要

论文针对海上风电机组用摩擦材料耐腐蚀的特殊使用要求,分别选用黄铜粉末和黄铜纤维作为铜基粉末冶金摩擦材料的新型基体,采用金相显微镜、扫描电镜、MM-1000摩擦磨损试验机和电化学测量仪等检测手段,对比研究了不同黄铜基体对材料的物理力学性能、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能的影响。通过调整材料基体内的锌含量,寻求具有最佳摩擦磨损性能和耐腐蚀性能的材料配方设计。结果表明：（1）在不同摩擦速度下,两种黄铜基体对材料摩擦磨损性能的影响一致：低速下,黄铜粉末和黄铜纤维的加入有利于提高材料的耐磨性；高速下,随着锌含量的增加,两组试样的耐磨性能均层现先降低、后增强的趋势。随着摩擦速度的提高,两组材料的摩擦因数、磨损率均增大；不同黄铜基体下材料的磨损机理主要为粘着磨损。（2）人工海水中,两种黄铜基体对材料耐蚀性能的影响一致：随着Zn含量的增加,加入黄铜粉末和加入黄铜纤维的两组材料,其耐腐蚀性均呈现先增强后降低趋势；当Zn含量为9wt%时,材料耐蚀性达到最佳。两组材料的腐蚀机制相同：腐蚀过程中锌优先溶解；存在钝化现象；腐蚀形式为晶间腐蚀和相界腐蚀共同作用。（3）相同Zn含量下,黄铜纤维组材料的耐磨性高于黄铜粉末组材料,但耐蚀性相对降低。（4）结合材料的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能,当锌含量为9wt%时,两组材料的综合性能均达到最佳。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 风力发电概况
• 1.2.1 世界风力发电的发展现状及前景
• 1.2.2 中国风力发电的发展现状及前景
• 1.2.3 海上风力发电的现状及发展趋势
• 1.2.4 风力发电机制动系统及制动摩擦材料
• 1.3 铜基粉末冶金摩擦材料
• 1.3.1 铜基粉末冶金摩擦材料的特性
• 1.3.2 铜基粉末冶金摩擦材料的组成
• 1.3.3 铜基粉末冶金摩擦材料的分类
• 1.3.4 铜基粉末冶金摩擦材料的制备工艺
• 1.3.5 铜基粉末冶金摩擦材料的应用与发展
• 1.4 粉末冶金摩擦材料的摩擦磨损机理
• 1.4.1 摩擦学理论
• 1.4.2 磨损机制
• 1.5 金属材料腐蚀研究
• 1.5.1 金属腐蚀形式分类
• 1.5.2 铜和黄铜的腐蚀特点
• 1.5.3 材料腐蚀程度的评定方法
• 1.5.4 电化学测试技术
• 1.6 论文目的及主要研究内容
• 第二章 材料制备与性能检测
• 2.1 实验方案
• 2.2 试样制备
• 2.2.1 原材料选择
• 2.2.2 制备工艺
• 2.2.3 性能检测方法
• 第三章 材料的物理性能及组织结构研究
• 3.1 密度、孔隙度
• 3.2 硬度
• 3.3 材料的组织结构
• 3.3.1 加入黄铜粉末的材料组织
• 3.3.2 加入黄铜纤维的材料组织
• 3.3.3 锌损的研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 材料的摩擦磨损性能与分析
• 4.1 黄铜粉末对材料摩擦磨损性能的影响
• 4.1.1 黄铜粉末对材料摩擦性能的影响
• 4.1.2 黄铜粉末对材料磨损性能的影响
• 4.1.3 摩擦表面分析
• 4.1.4 磨屑分析
• 4.2 黄铜纤维对材料摩擦磨损性能的影响
• 4.2.1 黄铜纤维对材料摩擦性能的影响
• 4.2.2 黄铜纤维对材料磨损性能的影响
• 4.2.3 摩擦表面分析
• 4.2.4 磨屑分析
• 4.3 两种黄铜基体下材料摩擦磨损性能对比
• 4.4 本章小结
• 第五章 材料在海水中的电化学腐蚀性能研究
• 5.1 不同含量黄铜粉末对材料耐蚀性影响
• 5.1.1 塔菲尔曲线
• 5.1.2 交流阻抗
• 5.1.3 腐蚀形貌
• 5.2 黄铜纤维含量对材料耐蚀性影响
• 5.2.1 塔菲尔曲线
• 5.2.2 交流阻抗
• 5.2.3 腐蚀形貌
• 5.3 两种黄铜基体下材料耐蚀性对比
• 5.4 腐蚀机制分析
• 5.4.1 腐蚀反应过程
• 5.4.2 腐蚀形式
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文