2001年21卷4期

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溶胶-凝胶法制备的ZrO_2薄膜的摩擦学性能研究
2001, 21(4).
[摘要](990) [PDF 127KB](1492)
摘要:
在 Si(10 0 )基片上制备晶态 Zr O2 薄膜 ,考察了薄膜的摩擦学性能和摩擦磨损机制 .结果表明 :在低负荷 (0 .5 N )下 ,Zr O2 薄膜与 GCr15钢球和 Si3N4陶瓷球对摩时具有优良的抗磨减摩性能 ,在滑动 5 0 0 0次时的摩擦系数分别为0 .14和 0 .13;但随着负荷和滑动速度的增大 ,薄膜的耐磨寿命降低 ,摩擦系数增大 .采用扫描电子显微镜对薄膜磨痕表面形貌进行观察分析 ,发现在较低负荷和滑动速度条件下 ,Zr O2 薄膜的磨损机制为轻微擦伤 ;而在相对较高的负荷和滑动速度条件下 ,其磨痕表面呈现塑性变形 ,严重擦伤和断裂剥落特征

非晶含氢碳薄膜摩擦与抗擦伤性能的实验研究
2001, 21(4):241-245.
[摘要](1304) [PDF 368KB](1505)
摘要:
用射频等离子体增强化学气相沉积法在钛合金表面制备了非晶含氢碳(a-C:H)薄膜,利用原小孩子显微镜、纳米力学探针、划痕仪以及滑动摩擦和微动摩擦试验仪器等研究了其表面形貌、粗糙度、硬度和摩擦性能,分析了薄膜的表面粗糙度、硬度及载荷对摩擦系数的影响。结果表明:随着薄膜厚度的增加,硬度略有提高,划痕临界载荷明显提高,而表面粗糙度先增加后降低,最后趋于稳定;室温空气中的滑动摩擦系数随硬度的增大以及表面粗糙度和载荷的减小而降低;在微动摩擦试验中,随相对湿度增加,摩擦系数降低,这有利于其在体液环境中的应用;薄膜具有良好的耐磨性能,经5000次摩擦后磨损很小。

TiN/Ni—W复合涂层的滑动摩损特性
2001, 21(4):246-250.
[摘要](976) [PDF 351KB](1230)
摘要:
研究了3Cr2W8V基体上电刷镀Ni-W中间层和离子镀TiN复合涂层的滑动磨损特性,并分析了涂层的磨损机理。结果表明:由于TiN沉积过程中的温度效应,混合晶态的电刷镀Ni-W层发生晶化和析出强化,并形成界面扩散层,从而使TiN复合涂层的结合力和硬度明显提高,Ni-W中间层对TiN涂层起到有力的支撑作用,TiN/Ni-W复合涂层的耐磨性优于TiN单,层且明显优于3Cr2W8V基体和Ni-W涂层;涂层的主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳剥落;当试验载荷为490N到980N时,涂层的磨损率上升,而当载荷从980N上升到1470N时,涂层的磨损率下降。这是由于磨损机制发生变化所致,前者以磨粒磨损为主,后者则以氧化磨损为主。

增强颗粒对铝基复合材料摩擦学性能的影响
2001, 21(4):251-255.
[摘要](1486) [PDF 363KB](2054)
摘要:
采用自制的摩擦磨损试验机考察了增强颗粒对铝基复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:在基体合金、陶瓷颗粒尺寸和体积分数相同的条件下,SiC增强铝基复合材料的摩擦磨损性能优于Al2O3增强铝基复合材料;增大颗粒尺寸或增加颗粒体积分数均使得SiC颗粒增强铝基复合材料的平均摩擦系数略有降低,耐磨性能提高;在与半金属摩擦材料配副时,颗粒增强铝基复合材料的摩擦系数与基体合金的相近,耐磨性能提高了3个数量级。

高速列车铁基烧结闸片材料的摩擦磨损性能研究
2001, 21(4):256-259.
[摘要](1050) [PDF 425KB](1764)
摘要:
采用粉末冶金工艺,通过对材料组成和工艺等的实验研究,获得了一种铁基烧结闸片材料,对材料的物理机械性能、摩擦磨损性能和微观组织结构等进行了分析测试,探讨了烧结摩擦材料的摩擦磨损机理以及材料微观组织结构与摩擦磨损性能之间的关系。结果表明:该材料摩擦系数较高(0.31),磨损率低(0.022mm/次),摩擦稳定性优良;同时具有良好的物理机械性能,是一种潜在的高速列车制动闸片材料。烧结摩擦材料的摩擦机理归于啮合和粘着,而磨损机理归于磨粒磨损和疲劳裂纹萌生及扩展。

干摩擦条件下天然橡胶/钢的磨损机理研究
2001, 21(4):260-265.
[摘要](998) [PDF 321KB](1869)
摘要:
采用FALEX试验机考察了20^#钢/天然橡胶在干摩擦条件下的磨损机理。用扫描电子显微镜分析了20^#钢和橡胶磨损表面形貌。用X射线光电子能谱仪分析了金属和橡胶磨损表面元素的含量及化学状态,用镜面全反射傅立叶红外光谱仪分析了橡胶磨损表面官能团的变化。结果表明,20^#钢/天然橡胶摩擦副发生了粘着磨损,其磨损机制为:金属及金属氧化物与天然橡胶分子自由基在摩擦表面发生反应;在亚表层以金属与大分子自由基的反应为主,主要产物为含有Fe-C的金属-聚合物;金属本身发生氧化,主要产物为Fe2O3,FeO和Fe3O4,而在亚表层的主要产物以FeO为主,表面膜可能通过化学键、静电作用力和分子间的范德华力与金属基体相结合。

高岭土填充改性超高分子量聚乙烯的浆体冲蚀磨损特性
2001, 21(4):266-269.
[摘要](1003) [PDF 309KB](2863)
摘要:
分别采用机械混合和釜内聚合方法在UHMWPE基体上填充高岭土,制得两类UHMWPE/Kaolin复合材料,考察了两类UHMWPE/Kaolin复合材料的浆体冲蚀磨损特性及其与冲击速度和高岭土含量之间的关系,通过对磨损表面形貌的观察分析,探讨了UHMWPE/Kaolin复合材料的磨损机理。结果表明,采用聚合方法制备的含高岭土约6.6%(质量分数)UHMWPE/Kaolin复合材料的浆体冲蚀磨损性能优于UHMWPE,是一种有应用前景的复合材料。

噻吩含氮衍生物在菜籽油中的摩擦学行为
2001, 21(4):270-273.
[摘要](965) [PDF 262KB](1576)
摘要:
利用四球摩擦磨损试验机考察了所合成添加剂[S-(2H-噻吩-2-基)甲基]N、N-二烷基二硫代氨基甲酸酯和噻吩对菜籽油摩擦学性能的影响以及添加剂结构和性能的关系,用X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜观察分析了磨损表面的形貌和元素化学状态。结果表明:噻吩/菜籽油润滑剂对钢-钢摩擦副有增摩促磨作用,而噻吩氨基甲酸酯衍生物添加剂在适当浓度下可改善菜籽油的减摩抗磨性能和承载能力;含上述添加剂的菜籽油在摩擦过程中发生摩擦化学反应,生成由菜籽油甘油酯和添加剂摩擦化学反应产物组成的边界润滑膜,从而改善菜籽油的摩擦学性能。

溶胶—凝胶法制备的ZrO2薄膜的摩擦学性能研究
2001, 21(4):274-278.
[摘要](1212) [PDF 341KB](1390)
摘要:
在Si(100)基片上制备晶态ZrO2薄膜,考察了薄膜的摩擦学性能和摩擦磨损机制。结果表明:在低负荷(0.5N)下,ZrO2薄膜与GCr15钢球和Si3N4陶瓷球对摩时具有优良的抗磨减摩性能,在滑动5000次时的摩擦系数分别为0.14和0.13;但随着负荷和滑动速度的增大,薄膜的耐磨寿命降低,摩擦系数增大。采用扫描电子显微镜对薄膜磨痕表面形貌进行观察分析,发现在较低负荷和滑动速度条件下,ZrO2薄膜的磨损机制为轻微擦伤;而在相对较高的负荷和滑动速度条件下,其磨痕表面呈现塑性变形,严重擦伤和断裂剥落特征。

油溶性烷氧基硼酸钠的制备及其抗磨减摩性能研究
2001, 21(4):279-282.
[摘要](1115) [PDF 291KB](1576)
摘要:
合成了油溶性烷氧基硼酸钠,用红外光谱(IR)和等离子体原子吸收光谱(ICP)表征其结构与组成,在四球及环块摩擦磨损试验机上考察了其摩擦学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)及光电子能谱仪(XPS)观察分析磨斑表面成分。结果发现:所合成的油溶性含硼和钠的化合物在磨斑表面形成由FeB,Fe2B和沉积物等组成的抗磨减摩膜,从而显著改善油品的抗磨减摩性能。

超声马达转子摩擦材料磨损特性研究
2001, 21(4):283-287.
[摘要](976) [PDF 441KB](1567)
摘要:
利用MPX-200型销-盘摩擦磨损试验机和自制的超声马达摩擦特性模拟试验台,考察了摩擦材料在普通滑动试验和超声马达试验条件下的磨损性能,研究了接触预压紧力和负载力矩对转子摩擦材料磨损状态的影响,并借助于扫描电子显微镜和光学显微镜对摩擦材料磨损机理进行分析,指出可用绝对转差率Sf描述超声马达定子和转子相对滑动摩擦磨损程度。结果表明,摩擦材料在超声马达试验条件下的磨损状态与普通滑动试验条件下的不同,普通滑动试验时摩擦材料磨损表面形成了层状覆盖膜,而超声马达转子摩擦材料磨损表面无覆盖膜,其表面呈现犁沟磨损和疲劳剥层磨损特征,这种磨损特征随预压紧力和负载力矩变化而变化,与绝对转差率Sf有关,且存在2个临界转变区。

两种型面轮轨滚动接触蠕滑率和摩擦功
2001, 21(4):288-292.
[摘要](980) [PDF 315KB](2080)
摘要:
采用数值分析方法详细分析了2种型面轮对与轨道在滚动接触过程中的接触几何、蠕滑率和摩擦功。在摩擦功分析计算中利用了Kalker三维弹性体非赫兹滚动接触理论,并考虑了轮轨的结构变形的影响。分析计算表明,在轮对运动相同的情况下,磨耗型轮对与轨道之间的蠕滑率和摩擦功与锥型轮对轨道之间的蠕滑率和摩擦功相差甚大。数值分析结果表明,现行铁路中正在推广使用的磨耗型轮对并不能减少轮轨接触表面之间的磨损,磨损型车轮的型面与钢轨尺寸的匹配还有待进一步改进。

轿车钢板表面形貌特征参数的提取
2001, 21(4):293-296.
[摘要](1119) [PDF 272KB](1544)
摘要:
通过对典型轿车钢板表面形貌的分析,以形貌与其摩擦学性能的关系为出发点,对粗糙表面、粗糙峰和粗糙谷的分布特性进行了统计分析。结果表明:粗糙表面、粗糙峰和粗糙谷数的统计分布特性与润滑及接触等性能密切相关;针对轿车钢板表面、粗糙峰和粗糙谷数在高度方向概率分布曲线的非Gauss特性,提出采用Weibull概率密度函数的非线性曲线拟合对分布特征进行分析处理。所得拟合参数具有非常明确的物理意义,所此可以采用少量参数来较全面地描述其对应的轿车钢板表面形貌特征分布。

基于粗集—模糊理论的柴油机磨损模式识别
2001, 21(4):297-300.
[摘要](985) [PDF 215KB](1485)
摘要:
在总结柴油机磨损模式的磨粒分析基础上,首次提出在柴油机磨损模式识别中采用基于粗集和模糊理论相结合的模式识别方法。在建立磨损形式标准样本库的基础上,利用粗集理论对标准样本知识库进行简化和权重集计算,然后利用模糊理论确定隶属函数,最后给出结论。

基于遗传算法的信息融合在摩擦学组合故障诊断中的应用
2001, 21(4):301-304.
[摘要](1100) [PDF 215KB](1429)
摘要:
根据8NVD48A-2u型柴油机现场运行油液监测试验结果和长期的实践经验,在600多个船舶柴油机故障诊断实例的基础上,总结出了各种零件磨损故障种类之间的关联度,结合D-S证据组合理论给出了零件磨损的摩擦学故障组合支持度;利用遗传算法搜索出了缸套活塞组的划伤、拉缸和腐蚀;轴承的擦伤、烧损、剥落和腐蚀、齿轮的点蚀、胶合和剥离等10种单一故障类型的5种组合故障,并确定了各种油液监测方法对这5种摩擦学组合故障的组合支持度。把遗传算法引入信息融合,为解决摩擦学组合故障问题提供了一种新的思路,对实际故障诊断具有一定的指导意义。

多孔状挤压油膜润滑铰机构动态特性研究
2001, 21(4):305-308.
[摘要](1056) [PDF 286KB](1516)
摘要:
对多孔状挤压油膜阻尼器控制机构间隙效应的能力进行了探索性研究。采用算例分析了多孔状挤压油膜铰对机构的动态特性的影响,同时对比分析了传统挤压油膜铰与多孔状挤压油膜铰的控制性能。结果表明,多孔状挤压油膜铰可以有效地控制机构的间隙效应,而且对控制工作条件变化较大的机构更具有可行性。

均三嗪荒氨酸衍生物添加剂在菜籽油中的摩擦学性能研究
2001, 21(4):309-311.
[摘要](984) [PDF 127KB](1360)
摘要:
合成了一系列具有不同烷基结构的均三嗪荒氨酸衍生物,采用热重分析对其热稳定性进行了评价,利用四球摩擦磨损试验考察了合成衍生物添加剂在菜籽油中的摩擦学性能。结果表明,这一类添加剂可以大幅度提高菜籽油的极压性能,但是其抗磨减摩作用并不明显。

20^#钢碳氮共渗表面渗硫层组成和化学状态的AES和XPS研究
2001, 21(4):312-314.
[摘要](920) [PDF 244KB](1430)
摘要:
对20^#钢进行碳氮共渗,然后在溶液介质中室温下进行电解渗硫处理,采用俄歇电子谱和X射线光电子能谱对硫化层表面及深度成分进行分析。结果表明,硫化固体润滑膜主要由FeS组成,而不含低温电解渗硫处理时形成的亚硫酸亚铁,硫化层的结构比较疏松。

天然生物材料及其摩擦学
2001, 21(4):315-320.
[摘要](1344) [PDF 236KB](2230)
摘要:
评述了几种天然生物材料的特性及其摩擦学研究现状,分析了天然生物复合材料、角蛋白材料、土壤动物体表、植物叶的结构和表面形态及性能,介绍了天然生物材料的摩擦与磨损性能及生物防粘减阻和生物润滑技术,并探索性地提出了摩擦学仿生概念。

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