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7055铝合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀磨损性能的研究
宋晓萍, 王优强, 张平, 曹磊, 谢奕浓, 赵晶晶
doi: 10.16078/j.tribology.2019121
[摘要](59) [HTML全文](17) [PDF 1920KB] (1)
摘要:
本文中研究了不同固溶处理后7055铝合金在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀行为,在3.5%NaCl溶液下进行了静态腐蚀试验及腐蚀磨损试验,并通过扫描电子显微镜对磨痕形貌进行分析. 结果表明:固溶处理后试样的耐腐蚀性能均有不同程度的提高,其中以双级固溶处理试样的耐腐蚀性能最好. 在动极化、开路电位以及阴极保护和阳极加速腐蚀试验中,固溶处理后材料自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度减小,耐腐蚀磨损性能提高. 在不同加载电位下,腐蚀电流密度和磨损率随着电位的增加而增大,在-1.2 V时摩擦系数最小. 同时随着电位的升高,腐蚀作用促进了合金的磨损. 在较低电位时,合金的腐蚀磨损机制主要是磨粒磨损;而较高电位下,合金的腐蚀磨损机制主要是黏着磨损和腐蚀磨损.
天然酯绝缘油的发展历程、性能及展望
任佳, 符雪鹏, 王巍, 王晓波, 刘维民
doi: 10.16078/j.tribology.2019087
[摘要](41) [HTML全文](13) [PDF 611KB] (1)
摘要:
天然酯绝缘油兼具了环保、消防安全两大优势,是当前变压器绝缘油研究与应用的热点. 本文中简要回顾了绝缘油及天然酯绝缘油的技术以及国内外行业标准的发展进程;介绍了天然酯用作变压器绝缘油的黏度、倾点、水含量、酸值和氧化安定性等理化性能,以及材料相容性、电气绝缘指标、气体溶解和绝缘纸板特性等电气性能,分析了天然酯绝缘油的各项性能优势及存在的问题;展望了天然酯的发展前景并对后续的研究方向提出了建议.
电流作用对铜镁合金弯曲微动疲劳损伤特性的影响
薛博凯, 彭金方, 白崇成, 徐志彪, 刘曦洋, 刘建华, 朱旻昊
doi: 10.16078/j.tribology.2019122
[摘要](47) [HTML全文](17) [PDF 1491KB] (0)
摘要:
采用自主研制的试验装置,研究了铜镁合金在不同电流强度条件下的弯曲微动疲劳损伤演变规律. 运用红外线热成像仪测试电流条件下微动接触区温度分布情况;利用白光干涉仪、扫描电镜、电子探针、X射线光电子能谱仪对试样接触损伤区的微观形貌和化学行为进行分析. 试验结果表明:在相同循环次数下,随着电流强度的增加,铜镁合金弯曲微动疲劳寿命逐渐降低,接触区温度逐渐上升,接触损伤区尺寸增大,剥落层逐渐细化,接触损伤区氧化程度越来越严重,氧化磨屑的主要成分为CuO和Cu2O;主要损伤机制为氧化磨损、黏着磨损和剥落.
型孔形状和方向对孔型阻尼密封泄漏特性影响
张璇, 彭旭东, 江锦波, 李纪云
doi: 10.16078/j.tribology.2019119
[摘要](34) [HTML全文](13) [PDF 2008KB] (0)
摘要:
研究了型孔形状和方向性对孔型阻尼密封泄漏特性的影响. 建立了孔型阻尼密封流场特性CFD数值模型,对比分析了不同转速和密封间隙下圆孔阻尼密封、蜂窝密封、迷宫密封和光滑面密封的泄漏特性,研究不同转速下型孔形状、超椭圆系数和倾斜角对广义孔型阻尼密封泄漏特性的影响规律,探讨了方向性型孔阻尼密封阻流控漏机制. 结果表明:紧密排列的孔型阻尼密封相较于迷宫密封和光滑面密封具有显著优异的密封性能;倾斜角为30°、超椭圆系数为2且边数为2的类椭圆型孔阻尼密封在静止时具有最小的泄漏率,且可通过减小周向或轴向排列间距进一步减小泄漏;一定倾斜角条件下,超椭圆系数较大的类椭圆型孔出口尖端附近能形成明显的低速阻流区,从而达到阻流控漏的效果.
氧化石墨烯/聚酰亚胺复合材料摩擦学行为及机理研究
胡超, 徐静, 余家欣, 郑志勤, 齐慧敏, 张嘎
doi: 10.16078/j.tribology.2019139
[摘要](113) [HTML全文](36) [PDF 2943KB] (2)
摘要:
将氧化石墨烯(GO)原位引入4.4′-二氨基二苯醚(ODA)和3.3′,4.4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)制备的聚酰亚胺中,得到氧化石墨烯/聚酰亚胺复合材料. 利用扫描电镜、红外光谱仪、高温同步热分析仪、万能试验机以及纳米划痕仪对所制备材料的形貌、组成以及热力学性能进行表征;利用多功能摩擦磨损试验机对比考察聚酰亚胺和氧化石墨烯/聚酰亚胺复合材料摩擦学性能. 结果表明:氧化石墨烯的加入显著提高了聚酰亚胺的模量和硬度;当GO的质量分数为0.1%和0.3%,复合材料的摩擦学性能较好. 研究发现,摩擦过程中金属对偶表面形成的转移膜对聚酰亚胺复合材料的摩擦学性能起重要作用.
TiSiN/Ag纳米多层涂层海水环境磨蚀性能研究
单磊, 杨将新, 吴福忠, 李金龙, 王永欣
doi: 10.16078/j.tribology.2019175
[摘要](75) [HTML全文](30) [PDF 2589KB] (1)
摘要:
本文中采用多弧离子镀系统在Ti-6Al-4V合金(TC4)上沉积TiSiN/Ag纳米多层涂层. 使用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描型电子显微镜(SEM)表征涂层的成分和结构,并使用纳米压痕测试其硬度. 用Rtec MFT500摩擦磨损试验机对涂层在海水环境中的摩擦磨损性能进行测试. 结果表明:涂层具有致密的结构和清晰的多层界面,TiSiN层与Ag层交替沉积,涂层中包含TiN、Ag和Si3N4相,非晶Si3N4包裹纳米晶TiN. 相比TC4合金基体,沉积TiSiN/Ag纳米多层涂层后,摩擦系数在大气环境和海水环境均能下降0.15以上,磨损率降低两个数量级. 人工海水中摩擦状态下材料出现腐蚀摩擦交互作用,主要损耗形式为腐蚀对磨损的促进,TiSiN/Ag纳米多层涂层的耐磨蚀性能远优于基体材料.
α-ZrP层状纳米片的修饰改性及其摩擦学性能
武志涛, 侯凯明, 王金清, 杨生荣
doi: 10.16078/j.tribology.2019088
[摘要](54) [HTML全文](17) [PDF 1143KB] (0)
摘要:
采用一步水热法制备了阳离子表面活性剂修饰改性的α-磷酸锆(α-ZrP)纳米片. 利用X-射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪、场发射扫描电镜和透射电子显微镜对α-ZrP纳米片在表面活性剂修饰前后的组成、晶体结构以及微观形貌进行了表征分析和观察,并对改性前后的α-ZrP在合成基础油PAO-6中的分散稳定性进行了对比分析,利用SRV-Ⅳ型微动摩擦磨损试验机对含有改性α-ZrP纳米片的PAO-6润滑油的摩擦学性能进行了研究. 结果表明:表面改性的α-ZrP纳米片在PAO-6润滑油中具有良好的分散稳定性,其作为添加剂时可显著提高润滑油的极压性能和抗磨损性能.
氧化石墨烯的改性及其在矿物油中的摩擦学性能
刘坪, 唐健, 吴江, 江泽琦, 方建华, 冯彦寒
doi: 10.16078/j.tribology.2019110
[摘要](25) [HTML全文](10) [PDF 1499KB] (1)
摘要:
使用四种长链胺分别对多层、少层氧化石墨烯(MGO、FGO)进行表面功能化修饰,得到八种改性石墨烯(MGO-OAM、MGO-ODA、MGO-PIB、MGO-PEPA、FGO-OAM、FGO-ODA、FGO-PIB、FGO-PEPA). 使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱仪(Raman)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分别表征功能化过程对GO的微观形貌和分子结构的影响. 考察改性GO在 150SN基础油中的分散稳定性以筛选最优改性方法,并使用多功能摩擦磨损试验机评价改性GO在150SN矿物油中的摩擦学性能,结合磨损表面金相显微镜照片和拉曼光谱仪对磨损机制进行分析. 结果表明:通过酰胺化反应可在MGO、FGO表面成功接枝四种长链胺改性剂;改性MGO的分散稳定性优于改性FGO,其中 MGO-OAM、MGO-PIB的分散稳定性更佳;FGO的抗磨减摩性能优于MGO,且在一定载荷和添加量范围内,改性MGO均能有效提升150SN矿物油的摩擦学性能;改性GO在不同工况时的磨损机制主要表现为塑性变形、磨粒磨损和黏着磨损.
液氮激冷对含氢非晶碳膜性能的影响
王兆龙, 薛勇, 张斌, 高凯雄, 强力, 牟志星, 王凯
doi: 10.16078/j.tribology.2019094
[摘要](44) [HTML全文](16) [PDF 1105KB] (0)
摘要:
采用等离子增强化学气相沉积系统制备了含氢非晶碳膜. 在加热到相应温度(200、250、300、350和400 ℃)后,对薄膜进行液氮激冷处理,并研究其结构、机械及摩擦性能的变化. 结果表明:薄膜硬度在200~300 ℃温度下液氮激冷后,其硬度随热处理温度增加,C-C sp2键逐渐增加;在350~400 ℃温度下液氮激冷处理后,薄膜的硬度逐渐减小,薄膜呈石墨化趋势;而其弹性恢复在整个处理过程(200~400 ℃)中随温度升高持续增大,和C-C sp2键变化趋势一致. 液氮激冷处理后,含氢非晶碳膜的摩擦系数及磨损量均得到改善,在300 ℃激冷处理的含氢非晶碳膜具备最低的摩擦系数及磨损量.
水分对核废料硼硅酸盐玻璃摩擦磨损性能的影响
乔乾, 何洪途, 余家欣
doi: 10.16078/j.tribology.2019096
[摘要](55) [HTML全文](29) [PDF 1323KB] (3)
摘要:
使用环境可控的摩擦磨损试验机,以不锈钢球作为对摩副,探究了不同水分环境下(干燥、相对湿度RH20%、RH50%、RH70%和液态水) 核废料硼硅酸盐玻璃的磨损规律和机理. 研究发现:硼硅酸盐玻璃基底和不锈钢球的稳态摩擦系数、磨损量和次表面损伤随着环境湿度的增加逐渐减小,而在液态水环境中,玻璃界面的稳态摩擦系数、磨损量以及次表面损伤深度均远小于干燥和潮湿空气. 核废料硼硅酸盐玻璃在干燥环境下的磨损形式以黏着磨损和磨粒磨损为主;在潮湿和液态水环境下,玻璃的磨损行为由水分诱导的摩擦化学磨损主导. 玻璃表面吸附水分子诱导的摩擦化学作用和润滑作用,造成了玻璃在液态水环境中的磨损量和次表面损伤均远小于干燥和潮湿环境下.
纳米Sm2O3增强TiC/Co基复合涂层微观组织和耐磨性能研究
权秀敏, 丁林
doi: 10.16078/j.tribology.2019082
[摘要](30) [HTML全文](12) [PDF 3305KB] (0)
摘要:
利用激光熔覆技术在45钢表面制备了纳米Sm2O3增强TiC/Co基复合涂层,系统研究了纳米Sm2O3对TiC/Co基复合涂层宏观形貌、微观组织和耐磨性能的影响. 结果表明:纳米Sm2O3增强TiC/Co基复合涂层主要由γ-Co、Cr23C6、TiC、Co3Ti、Cr3C2和Fe7Sm相组成. 纳米Sm2O3增强TiC/Co基复合涂层呈现出与基体形成更加优良的冶金结合和优良的润湿性,显微组织明显细小均匀. 随着纳米Sm2O3含量增加,复合涂层的显微硬度和耐磨性能均先增加后降低,当纳米Sm2O3质量分数为1.5%时,复合涂层的显微硬度和耐磨性能分别提高了10.1%和17.1%. 添加纳米Sm2O3的复合涂层的磨损机理均为磨粒磨损. 应用多元统计分析的结果也表明纳米Sm2O3对TiC/Co基合金涂层有着显著影响.
基于时变啮合刚度的变位齿轮系统热弹流润滑研究
菅光霄, 王优强, 罗恒, 李云凯
doi: 10.16078/j.tribology.2019097
[摘要](49) [HTML全文](16) [PDF 1158KB] (3)
摘要:
为探究动载荷作用下变位齿轮系统的热弹流润滑特性,综合考虑齿轮变位和时变啮合刚度的影响,基于动力学理论,建立了齿轮的六自由度摩擦动力学模型,分析振动与静载荷作用下变位齿轮系统的热弹流润滑特性。研究表明:与其他传动类型相比,正传动齿轮系统的润滑效果最佳,轮齿间可以形成较厚的润滑油膜,轮齿间的摩擦系数、油膜的最高温升最小,并且,随着两齿轮变位系数和的增大,润滑状况不断得到改善,热胶合承载能力增强;变位系数增加使齿轮系统的刚度增大,但同时降低了油膜的刚度。
基于极限学习机和优化算法的润滑油添加剂种类识别与含量预测
夏延秋, 徐大祎, 冯欣, 蔡美荣
doi: 10.16078/j.tribology.2019107
[摘要](48) [HTML全文](17) [PDF 2460KB] (1)
摘要:
为了快速识别润滑油中添加剂种类和含量,将添加剂硫化异丁烯(T321)、烷基二苯胺(T534)、硫代磷酸胺盐(T307)以不同配比混合在基础油中,使用极限学习机(ELM)对油样的红外光谱数据构建模型进行训练测试,并采用贪心算法、遗传算法(GA)对输入波段优化,筛选出最优波段区间组合以剔除相关性过高的波段从而提高运算效率. 测试结果表明:ELM模型可对润滑油添加剂进行有效的种类识别和含量预测,相比于传统理化检测方法是一种经济快速的新型润滑油添加剂检测手段;且经GA波段筛选优化后模型输出结果更具优势,对三种添加剂的种类识别准确率均达到100%、含量预测决定系数(R2)分别提升了43.8%、39.0%和24.4%.
机车车轮踏面与钢轨接触的仿真计算及试验研究
邹小春, 张军, 孙传喜, 马贺
doi: 10.16078/j.tribology.2019146
[摘要](53) [HTML全文](17) [PDF 879KB] (0)
摘要:
应用轮轨型面测量仪测量实际运用中的磨耗后机车车轮,基于标准与磨耗后机车车轮型面,建立轮轨接触三维有限元模型,计算分析不同横移量下的接触斑和等效应力. 搭建轮轨接触试验台,使用取自现场的车轮与钢轨试块进行试验,分析不同横移量下轮 轨接触状态. 针对磨耗前后车轮与标准钢轨接触的有限元计算与试验进行对比分析,结果表明:横移量对轮轨接触状态有着显著的影响,横移量过大会加速机车车轮的磨耗;与标准型面相比,磨耗后车轮型面与标准钢轨接触时的接触斑面积较大,最大等效应力较小;通过轮轨接触试验台所得接触斑形状和大小与仿真计算所得结果一致性较好,证明了有限元仿真计算的可靠性.
菱形颗粒冲击材料表面冲蚀磨损特性分析
杜明超, 李增亮, 董祥伟, 郝冠男, 车家琪, 都晓鹏
doi: 10.16078/j.tribology.2019066
[摘要](112) [HTML全文](41) [PDF 1325KB] (2)
摘要:
基于弹射试验装置,借助高速摄像机捕捉不同入射条件下单个菱形颗粒冲击金属表面的动态过程,同时结合试验过程建立菱形颗粒冲击金属表面的FEM-SPH耦合数值模型,通过对比试验现象与仿真结果优化数值模型参数,最后借助数值模型进一步分析菱形颗粒在临界冲击、自身初始旋转以及重复冲击等工况下的运动行为及预测的凹坑轮廓形态. 结果表明:优化后的模型能够很好地捕捉颗粒冲击过程中金属表面凹坑的产生及演化规律,并能详细记录颗粒的入射行为及反弹规律,测得颗粒反弹速度和反弹角度误差均在14%以内. 临界冲击工况下颗粒动能损失最大,且冲击角越高,残余动能越少;颗粒初始旋转能够改变其反弹后的运动行为及金属表面材料的失效方式;颗粒重复冲蚀对材料表面的作用机制与后续颗粒的入射条件有密切关系,模型成功捕捉到重复冲蚀导致的材料破坏加深和破坏减缓两种特殊现象.

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节流孔截面形状对静压干气密封稳态性能和压力波动特性影响
车健, 江锦波, 李纪云, 彭旭东, 王玉明
2019, 39(6): 669 -679   doi: 10.16078/j.tribology.2019027
[摘要](615) [HTML全文](98) [PDF 1915KB] (45)
摘要:
建立了不同形状节流孔出口截面静压干气密封的几何模型,采用湍流大涡模拟方法数值求解了小孔节流静压干气密封的瞬态流场和压力场,对比了节流孔出口开设圆角、倒角与经典小孔节流静压干气密封的开启力、泄漏率等稳态性能参数和节流孔出口附近的压力波动特性,以较大密封开启力和较小压力波动为目标,获得了节流孔出口倒角和圆角的优选值范围. 结果表明:相较于经典小孔节流静压干气密封,节流孔出口开设倒角或圆角能提高静压干气密封的开启力,显著降低节流孔出口压力波动,且当倒角为0.3~0.4 mm,圆角为0.1~0.3 mm时具有最佳效果.

玻璃表面全氟聚醚衍生物润滑膜的自组装及性能研究
陈海杰, 乔旦, 巴召文, 冯大鹏, 张坚, 宋增红
2019, 39(6): 680 -691   doi: 10.16078/j.tribology.2019018
[摘要](584) [HTML全文](82) [PDF 1349KB] (40)
摘要:
利用自组装技术将两种不同分子量的全氟聚醚衍生物分别组装在玻璃表面,然后采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、接触角测量仪、原子力显微镜(AFM)、椭圆偏振测厚仪对自组装润滑膜的化学结构、润湿性能、微观形貌和膜厚进行了表征,并用TRB摩擦试验机考察了自组装和非自组装两种全氟聚醚衍生物润滑膜的摩擦学性能. 结果表明:全氟聚醚衍生物在玻璃表面的自组装明显降低了玻璃基底的摩擦系数,分子量的大小、自组装溶液的浓度对润滑薄膜的润湿性和耐磨性均有重要影响;而且自组装的分子与玻璃基底的化学键合力更强,热处理后的自组装润滑膜更为致密,因此摩擦学性能更优. 利用三维轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)及X射线光电子能谱仪(XPS)分析润滑膜磨痕的形貌及对偶钢球表面的磨斑形貌、元素组成及化学状态,显示润滑膜与对偶钢球摩擦的过程中发生分解,形成了含有有机氟氧化物和有机氟碳化物等的碎片,并发生了转移,进而导致摩擦失效.

基于舌/上颚微间隙下流体流动行为研究
陈汝斯, 钱善华, 浦广益, 倪自丰, 俞经虎
2019, 39(6): 692 -697   doi: 10.16078/j.tribology.2019084
[摘要](451) [HTML全文](82) [PDF 798KB] (19)
摘要:
为探讨口腔环境下流体的流动行为,采用数值方法与流变试验深入研究舌/上颚微间隙下流体流量的影响因素. 建立舌/上颚微间隙的简化模型及Reynolds方程,通过数值方法获取微间隙下流量变化;在DHR-2流变仪上研究非牛顿流体的黏度与剪切率的变化,探讨牛顿流体和非牛顿流体的流量影响. 结果表明:牛顿流体流量平方的倒数同载荷和黏度比值和时间均呈线性函数关系;所制备的非牛顿流体近似为幂律流体,其黏度随脂肪含量的增加而增大,而非牛顿流体流量率先高于后低于等效牛顿流体,其研究结果将为特定人群功能产品的研发提供技术支持.

马氏体钢干滑动磨损纳米梯度结构的形成机理研究
高清远, 李淑欣, 苏云帅
2019, 39(6): 698 -705   doi: 10.16078/j.tribology.2019124
[摘要](445) [HTML全文](99) [PDF 5031KB] (19)
摘要:
采用SFT-2M销盘式摩擦磨损仪对马氏体钢进行干滑动磨损试验. 通过扫描电镜、透射电镜和显微硬度计对滑动磨损后的显微组织进行了表征. 结果表明:显微组织的变化随着接触载荷的不同,受到不同磨损机制的主导. 在相对较低接触载荷下,马氏体板条在磨粒磨损机制下发生弯曲;在高接触载荷下,马氏体板条在黏着磨损机制下形成梯度结构. 滑动磨损引发大量塑性变形,在材料内部产生高位错密度的几何必要边界(GNBs)和伴生位错边界(IDBs),导致层片结构的形成. 随着这两种边界数量的增大,层片间距减小,晶粒被分割为更小的晶粒,最终形成纳米层片结构.

不同润滑条件下PA66的摩擦学性能研究
李云凯, 王优强, 谢奕浓, 龙慎文
2019, 39(6): 706 -712   doi: 10.16078/j.tribology.2019106
[摘要](551) [HTML全文](95) [PDF 769KB] (30)
摘要:
采用PA66试块和镀镍钢试环,在MRH-3数显式高速环块磨损试验机上开展控制变量试验,探究了PA66在干摩擦、湿润滑及不同种类完全水润滑条件下的摩擦学性能,并结合表面形貌分析其摩擦磨损机理. 结果表明:PA66在线速度0.51 m/s,载荷1.17 MPa下的摩擦学性能相对良好. 进一步开展正交试验,得出在线速度1.29 m/s、载荷0.95 MPa的完全水润滑条件下,PA66的摩擦学性能达到最优. 该研究为PA66被用作水润滑轴承或导轨的材料提供了试验依据.

水轮发电机碳刷/集电环无载流与载流干滑动摩擦磨损性能研究
秦红玲, 付阳, 喻叶, 刘云帆, 杨昌, 赵新泽, 张小龙
2019, 39(6): 713 -722   doi: 10.16078/j.tribology.2019114
[摘要](285) [HTML全文](77) [PDF 1586KB] (13)
摘要:
针对水轮发电机碳刷/集电环摩擦副磨损严重、打火和励磁电流不稳等现象. 在对常用碳刷(D172、E468e)磨损原因及影响因素分析的基础上,采用碳刷/GCr15钢球配副在Anton Paar Tribometer多功能摩擦磨损试验机上,研究干滑动条件下载荷、速度及电流密度对碳刷/GCr15钢球配副摩擦学性能的影响. 结果表明:碳刷/集电环摩擦副在载流与无载流时的摩擦磨损性能相差较大. 无载流时,D172和E468e两碳刷的磨损率均随载荷的增大呈现先减小后增大的趋势,在达到最小值时出现大转折,两碳刷磨损率变化趋势呈“U”字型. 无载流时D172碳刷磨损率远低于E468e,载流时则情况相反. D172碳刷无载流时磨损机理以磨粒磨损为主并伴有轻微黏着磨损,载流时碳刷除发生磨粒磨损、黏着磨损外还伴有氧化磨损. E468e碳刷在载流前后均为磨粒磨损. D172碳刷摩擦系数整体呈增大趋势,而E468e碳刷摩擦系数先缓慢增大随后逐渐减小,电流对D172碳刷摩擦系数的影响比E468e碳刷更明显.

氧化铝/石墨-硫酸钡层状复合材料的摩擦学性能及润滑机理
宋俊杰, 樊恒中, 苏云峰, 张永胜, 胡丽天
2019, 39(6): 723 -729   doi: 10.16078/j.tribology.2019071
[摘要](414) [HTML全文](85) [PDF 1634KB] (18)
摘要:
将石墨和硫酸钡按一定比例复合作为弱界面层,通过铺层-冷压-放电等离子烧结工艺制备了Al2O3/Graphite-BaSO4层状复合材料. 考察了复配润滑剂的组分对层状复合陶瓷在室温至800 ℃连续加热过程中自润滑性能的影响规律,并通过磨损表面分析探讨了其在宽温域下的协同润滑机制. 结果表明:通过复配在室温和中高温度段具有优异自润滑性能的固体润滑剂,并借助仿贝壳材料独特的层状结构特征,可有效改善氧化铝陶瓷在不同温度段的摩擦学性能,进而实现材料在较宽温度范围内的连续润滑. 基于润滑相组分优化的复合材料在室温至800 ℃温度范围内与Al2O3栓对摩时的摩擦系数可保持在0.28~0.48之间,比块体Al2O3陶瓷/Al2O3栓摩擦副的摩擦系数降低了近60%.

燃油稀释对柴油机油性能影响规律研究
苏国庆, 郭灵燕, 王晓波, 李维民, 李现明, 王静
2019, 39(6): 730 -736   doi: 10.16078/j.tribology.2019104
[摘要](494) [HTML全文](98) [PDF 844KB] (12)
摘要:
以CK-4 15W40柴油机油为基础油,通过添加不同比例(质量分数分别为5%、10%、15%和20%)的0#柴油制备了不同燃油稀释比例的柴油机油,对稀释油品的基本理化性能(黏度、倾点、闪点和酸碱值)进行了测试. 采用曲轴箱模拟试验仪、加压差示扫描量热试验仪、点接触光弹流润滑试验台以及SRV试验机对稀释前后油样进行了结胶性能、抗氧化性能、弹流润滑以及边界润滑性能进行了研究. 结果表明:燃油稀释后的柴油机油黏度和闪点明显下降,倾点未发生明显变化,酸碱值和抗氧化性能有一定程度的降低. 弹流润滑条件下发动机油的油膜厚度降低,同时燃油稀释后柴油机油在边界润滑条件下的减摩与抗磨性能有所下降.

机械密封在干摩擦状态下的摩擦界面热力耦合分析
王计辉, 陈志, 顾灿鸿, 邱海涛, 吉华
2019, 39(6): 737 -745   doi: 10.16078/j.tribology.2019061
[摘要](479) [HTML全文](97) [PDF 989KB] (19)
摘要:
依据W-M分形函数建立了接触式机械密封摩擦副三维瞬态滑动接触模型,考虑了接触微凸体之间相互机械作用和摩擦的热力耦合,基于ABAQUS分析平台,首次提出了能够模拟机械密封摩擦副回转运动的计算模型,仿真分析了机械密封摩擦副在干运转条件下的摩擦特性. 研究结果表明:接触面温度分布不均匀,局部温度很高,在接触微凸体中心区域出现极值;在滑动后很短时间内温度急剧上升,随着滑动进行,接触节点温度继续升高,但是温升速率减缓;粗糙体轴向温度梯度较大,其亚表层区域存在较大的热应力,易发生热损伤失效;在接触微凸体轴向距表层较近的局部区域存在拉应力,滑动行为会使微凸体内部拉应力区域扩大,拉应力的数值也增大. 微凸体接触区轴向上的应力状态是变化的,依次为压应力-拉应力-压应力.

六氟乙酰丙酮离子液体的合成及摩擦学性能研究
杨得锁, 李文倩, 马琳, 韩云燕, 王冬梅, 凡明锦
2019, 39(6): 746 -755   doi: 10.16078/j.tribology.2019063
[摘要](435) [HTML全文](90) [PDF 1797KB] (9)
摘要:
合成了三种含有六氟乙酰丙酮阴离子和不同烷基链长咪唑阳离子的室温离子液体([Cnmim][hfac];n=4,6,8)润滑剂,以1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲烷磺酰基亚胺盐(L-F104)为参照样,研究了它们作为不同金属摩擦副润滑剂的摩擦学性能和理化性质,并探索了其结构中阳离子烷基链长的影响规律. 结果表明:[Cnmim][hfac]离子液体对金属基底材料腐蚀较轻,常温下作为钢/铜和钢/铝摩擦副的润滑剂均具有良好的润滑性能,并且随着其结构中阳离子烷基链的增长,热稳定性和黏度呈递增趋势,减摩抗磨作用也更加优异.

原位合成Ag/Ag2MoO4纳米复合润滑剂对YSZ涂层摩擦学性能的影响
杨晶晶, 陕钰, 付英英, 乔竹辉, 贾均红, 易戈文, 王文珍
2019, 39(6): 756 -765   doi: 10.16078/j.tribology.2019048
[摘要](537) [HTML全文](131) [PDF 2506KB] (14)
摘要:
通过大气等离子喷涂工艺制备了氧化钇稳定氧化锆(YSZ)涂层,采用真空浸渍技术和水热合成的方法,将含有反应物离子或分子的前驱体溶液引入YSZ涂层内部固有的微裂纹和孔洞等缺陷中,并在缺陷中原位合成了直径约78~111 nm的Ag/Ag2MoO4类球形纳米颗粒,首次制备出了YSZ-Ag/Ag2MoO4复合涂层. 摩擦试验结果表明:与YSZ涂层相比,YSZ-Ag/Ag2MoO4复合涂层由于在室温和600 ℃下形成了润滑层,抑制了YSZ涂层摩擦表面的脆性断裂和磨粒磨损,从而显著降低了涂层的摩擦系数和磨损率,有效提高了涂层的摩擦学性能.

攻角对聚醚醚酮/泡沫镍双连续复合材料料浆冲蚀行为的影响
杨晓光, 姜胜利, 张雪, 段德莉, 李曙, 张会臣
2019, 39(6): 766 -776   doi: 10.16078/j.tribology.2019143
[摘要](262) [HTML全文](62) [PDF 1591KB] (3)
摘要:
聚醚醚酮(PEEK)/泡沫镍双连续复合材料是一种新型复合材料,它是由比强度高的PEEK树脂(基体相)和韧性较高的泡沫镍(增强相)牢固结合而成,具有两相相互连通、拓扑连续和各向同性等特点. 使用孔径为100 PPI(每英寸孔隙数目)的泡沫镍与PEEK树脂混合,采用热压成型技术制备了PEEK/泡沫镍双连续复合材料(PEEK-Ni). 利用喷射式腐蚀冲蚀试验设备研究了纯PEEK树脂、金属镍和PEEK-Ni在5个攻角下(30°、45°、60°、75°和90°)的料浆冲蚀行为. 使用ANSYS Fluent有限元仿真软件对不同攻角下料浆的冲蚀过程进行建模和仿真,并设置了边界条件. 试验和仿真的结果均表明:随着攻角增加,冲蚀损伤形貌由月牙形损伤区域变为U型损伤区域,并最终发展成为围绕驻点的环形损伤区域,试验和仿真能相互吻合. 由于泡沫镍具有遮挡效应和协同效应,PEEK-Ni比纯PEEK具有更低的冲蚀损伤量,且对攻角不敏感.

载荷和纳米MoS2添加剂含量对圆形锤头-棒料的摩擦磨损特性及其机理分析
张立军, 韩琳, 张德潇, 李增辉, 张军伟, 金永山, 王旱祥
2019, 39(6): 777 -785   doi: 10.16078/j.tribology.2019128
[摘要](409) [HTML全文](87) [PDF 1095KB] (11)
摘要:
针对精密下料中圆形锤头与棒料之间弧状接触面剧烈的摩擦磨损问题,借助WTM-2E型可控气氛摩擦磨损试验仪,利用GCr15钢块-45钢柱摩擦副在纳米MoS2添加剂质量分数为0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.7%等七种润滑工况下,重点对不同载荷下摩擦磨损试验进行分析;采用扫描电子显微镜观察了GCr15钢块磨损表面形貌,采用能量色散谱仪(EDS)分析了GCr15钢块磨损表面成分,并探讨了其润滑抗磨及自修复机理. 结果表明:随着载荷增加,摩擦接触应力变大,摩擦系数和磨损量呈上升趋势,磨损表面形态由轻微磨粒磨损转变为黏着磨损. 同时加入的MoS2添加剂的质量分数并非越高越好,摩擦系数和磨损量随MoS2添加剂质量分数的升高呈现先减小后增大趋势,且MoS2添加剂质量分数在0.1%~0.3%范围内时减摩抗磨效果较好. 通过对比不同润滑条件下摩擦副因摩擦磨损而产生的噪声、振动速度和温升,进一步定量确定出纳米MoS2添加剂质量分数为0.1%时,可以最大程度地降低摩擦副的损耗.

第22届材料磨损国际会议的简要评述
郭智威, 白秀琴, 周新聪, 袁成清
2019, 39(6): 786 -791   doi: 10.16078/j.tribology.2019072
[摘要](457) [HTML全文](88) [PDF 387KB] (22)
摘要:
本文中对第22届材料磨损国际会议进行了总结与评述,对大会涉及到的传统磨损、表面技术、聚合物、腐蚀磨损、金属磨损、模型仿真和磨损检测等多个领域的最新进展做出了简要的概括,对今后摩擦学领域的研究重点进行了展望.

涉海装备用机械密封技术研究现状及发展趋势研究
赵文静, 金杰, 孟祥铠, 彭旭东
2019, 39(6): 792 -802   doi: 10.16078/j.tribology.2018172
[摘要](584) [HTML全文](125) [PDF 472KB] (25)
摘要:
随着海洋资源的不断开发和探索,机械密封技术已成为保证涉海装备正常运行和海洋开发可靠进行的必备关键要素之一. 本文作者从摩擦学和动力学等角度综述了涉海装备用机械密封技术的研究现状,重点从密封界面效应、多场耦合、动力学特性和密封面表面织构等几方面展开具体分析与讨论,对机械密封相关技术进一步的研究方向和发展趋势进行了总结和探索,指出了涉海装备用机械密封技术的发展方向及趋势,为今后涉海装备用机械密封的设计开发及应用提供了基础,对提高涉海装备用机械密封性能及装置运行安全性、稳定性和可靠性具有重要意义.

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