2003年23卷6期

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摩擦学学报第23卷(2003年第1~6期总第93~98期)总目次
2003, 23(6).
[摘要](839) [PDF 0KB](154)
摘要:
研究论文石墨氧化物分子沉积膜的制备及其摩擦学行为研究冯大鹏 ,王德国 ,兰惠清 ,张嗣伟  1(1)………………………………类金刚石涂层在不同载荷和湿度下的摩擦特性韩修训 ,阎鹏勋 ,阎逢元 ,刘维民  1(5 )……………………………………激光熔敷 Ti5Si3增强金属间化合物耐磨复合材料涂层组织及耐磨性研究刘元富 ,王华明  1(10 )……………………………Zr基大块非晶合金的摩擦磨损性能陈伟荣 ,王英敏 ,羌建兵 ,徐卫平 ,王德和 ,董 闯 ,徐 洮 ,张爱民  1(14 )…………氧化铝纤维含量对 Al2 O3f+Cf/ZL10 9混杂复合材料耐磨性能的影响…

TC4合金及其表面TiCp/Ni基合金激光熔覆层的摩擦磨损性能
2003, 23(6):457-462.
[摘要](1008) [PDF 432KB](1547)
摘要:
利用УТИ TB-100型销-盘式摩擦磨损试验机研究了TC4合金及其表面TiCp/Ni基合金激光熔覆层在大气和真空(真空度10^-5Pa)环境中的干滑动摩擦磨损性能;采用透射电子显微镜分析了激光熔覆层的微观结构;用扫描电子显微镜观察TC4合金和TiCp/Ni基合金激光熔覆层磨损表面及其相应的偶件磨损表面形貌,进而对比分析了试验环境对材料摩擦磨损性能和磨损机理的影响.结果表明,材料在不同环境气氛压力下的摩擦磨损性能明显不同,TC4合金和TiCp/Ni基合金激光熔覆层在真空环境中的摩擦系数均高于在大气环境中的摩擦系数;TC4合金在真空环境中的质量磨损率低于在大气环境中的质量磨损率,TiCp/Ni基合金激光熔覆层在真空环境中的质量磨损率高于在大气环境中的质量磨损率.分析表明,TC4合金在大气环境中同硬质合金对摩时主要呈现氧化磨损特征,在真空环境中主要呈现粘着磨损特征;而TiCp/Ni基合金激光熔覆层在大气环境主要发生磨粒磨损,在真空环境中则发生磨粒磨损和粘着磨损.

非平衡磁控溅射沉积类石墨膜及其摩擦磨损性能研究
2003, 23(6):463-467.
[摘要](856) [PDF 351KB](1902)
摘要:
利用全封闭非平衡磁控溅射技术制备了高硬度类石墨膜,对不同工艺所制备的薄膜进行了微观分析,测定了薄膜的厚度、膜基结合强度和硬度,并考察了薄膜的摩擦学性能和腐蚀性能.结果表明:采用全封闭非平衡磁控溅射方法制备的以sp^2杂化为主的类石墨膜具有高硬度、低摩擦系数和良好的抗磨及抗腐蚀性能;摩擦系数随载荷的增大而减小,而磨损率同硬度呈反比关系;加入适量Cr可软化薄膜,提高膜基结合强度,从而优化薄膜的性能.

钼/全氟聚醚复合薄膜的制备及摩擦学性能研究
2003, 23(6):468-471.
[摘要](1320) [PDF 305KB](1543)
摘要:
利用电子束蒸镀和浸涂技术在GCrl5轴承钢表面制备了钼/全氟聚醚复合润滑膜(Mo/PFPE);利用接触角测定仪和X射线光电子能谱仪分析了复合润滑膜的表面性质和化学状态;采用DF—PM型动-静摩擦系数精密测定仪考察了复合薄膜的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜观察分析了薄膜磨损表面形貌.结果表明,与金属Mo薄膜相比,Mo/PFPE复合薄膜同钢对摩时的摩擦系数显著降低,耐磨性能明显改善,Mo/PFPE复合薄膜同钢对摩时主要呈现轻微磨粒磨损特征.

影响分子沉积膜纳米摩擦特性的几个因素
2003, 23(6):472-475.
[摘要](929) [PDF 303KB](1397)
摘要:
利用原子力显微镜探讨了表面电荷及分子端基对分子沉积膜纳米摩擦特性的影响,并考察了表面形貌在不同扫描方向和法向高度上对摩擦力的影响.结果表明:对Si3N4针尖而言,表面净电荷对摩擦特性有一定的影响,不同类型的表面电荷对摩擦力和摩擦系数的影响不同,正电荷影响相对较大;在较小载荷和粘附力的条件下,针尖在表面上滑动时所受的摩擦作用同分子端基有关;单层CuTsPc分子沉积膜表面形貌的取向对摩擦力影响不大,分子沉积膜的表面高度同摩擦力,即时测量值并不存在对应关系,摩擦力受表面形貌的影响较小.

脉冲直流等离子体增强化学气相沉积Ti—Si—N纳米薄膜的摩擦磨损特性
2003, 23(6):476-479.
[摘要](1035) [PDF 329KB](1570)
摘要:
采用工业型脉冲等离子体增强化学气相沉积设备,通过调节氯化物混合比例控制薄膜成分,在高速钢基材表面于550℃下沉积由纳米晶TiN和纳米非晶Si3N4组成的Ti—Si—N复合薄膜;采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪及X射线光电子能谱仪分析了薄膜的结构、组成和化学状态;采用球-盘高温摩擦磨损试验机考察了薄膜同GCrl5钢对摩时的摩擦磨损性能.结果表明:薄膜的Si含量在0%~35%范围内变化,随着Si含量增大,薄膜沉积速率增大,但薄膜由致密形态向大颗粒疏松态过渡;薄膜的晶粒尺寸为7~50nm;Ti—Si—N薄膜的显微硬度高于TiN的硬度,最高可达60GPa;引入少量Si可以显著改善TiN薄膜的抗磨性能,但薄膜的摩擦系数较高(室温下约0.8、400℃下约0.7);随着Si含量的增加,Ti—Si—N薄膜的耐磨性能有所降低,其原因在于引入导电性较差的Si元素使得薄膜的组织变得疏松.

金属蒸气真空弧离子源CO离子注入对不锈钢摩擦磨损性能的影响
2003, 23(6):480-484.
[摘要](932) [PDF 423KB](1201)
摘要:
采用金属蒸气真空弧离子源对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行Co离子注入,考察了注入处理试样的摩擦磨损性能.结果表明:Co注入处理样品的表面硬度比未注入样品的高1.0~1.5倍,且硬度随离子束流密度的增大而增大;Co注入处理试样的摩擦系数显著降低至约0.20,磨损体积损失降低25%~45%;当束流密度为22μA/cm2、注入剂量为5×1017/cm2时,注入处理样品的摩擦系数为0.19,耐磨寿命最长;在所选定的试验参数范围以内,当临界束流密度处于22μA/cm2时,保留剂量最大,改性表面硬度最高,耐磨性能最佳.

电子束处理的渗硼45^#钢在硫化异丁烯润滑下的摩擦学性能研究
2003, 23(6):485-489.
[摘要](1042) [PDF 390KB](1406)
摘要:
对渗硼45^#钢进行电子束辐照改性处理,采用SRV摩擦磨损试验机考察了电子束辐照渗硼45^#钢在含硫化异丁烯的液体石蜡润滑下同GCrl5钢对摩时的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜观察分析了试样剖面形貌,用X射线光电子能谱仪分析了电子束辐照渗硼45^#钢及其磨损表面主要元素的化学状态.结果表明:渗硼45^#钢经电子束照射后硬度和抗磨性能显著提高;在边界润滑条件下,添加剂可以通过摩擦化学反应而在试样磨损表面形成由硫化物和硫酸盐等组成的润滑和防护薄膜,从而进一步改善试样的摩擦磨损性能.

Y—TZP/MoS2自润滑材料的摩擦学性能研究
2003, 23(6):490-494.
[摘要](1180) [PDF 295KB](1407)
摘要:
利用醇-水溶液加热方法制备了具有特殊显微结构、优良力学性能的Y-TZP/MoS2复合材料,考察了室温下复合材料与GCr15钢球及ZrO2陶瓷球配副时的摩擦学性能.结果表明当复合材料与GCr15钢配副时,GCr15钢在复合材料表面形成转移膜并发生粘着磨损,相应的摩擦系数较高;当复合材料与ZrO2配副时,随着复合材料中MoS2润滑相含量的增加,摩擦系数和复合材料磨损率逐渐减小,当复合材料中MoS2的体积分数为50.0%,其摩擦系数小于0.25,磨损率小于1.02×10-6 mm2/m*N.

SiCp/Cu复合材料摩擦磨损行为研究
2003, 23(6):495-499.
[摘要](1066) [PDF 386KB](1571)
摘要:
采用粉末冶金结合热挤压工艺制备了组织均匀、致密的SiCp/cu复合材料,在MM-200型摩擦磨损试验机上考察了复合材料在干摩擦条件下同GCr15钢对摩时的摩擦磨损性能;采用扫描电子显微镜观察分析了复合材料磨损表面和截面形貌;采用X射线能量色散谱仪分析了复合材料磨损表面元素组成.结果表明,SiC颗粒作为增强相可以起到承载作用、减轻基体同偶件之间的粘着作用以及使基体产生塑性变形,从而显著改善复合材料的耐磨性能.但由于硬质SiC颗粒的犁削作用以及复合材料磨损表面高硬度机械混合层的形成,同Cu基体相比,复合材料的摩擦系数有所增大.SiCp/Cu复合材料主要呈现磨粒磨损和源于亚表层裂纹扩展的剥层磨损特征,其磨损表面形成的富Fe机械混合层对改善复合材料的耐磨性能具有重要影响.

新型人工关节仿生润滑系统设计及滑液摩擦学特性研究
2003, 23(6):500-503.
[摘要](1258) [PDF 222KB](2055)
摘要:
通过摩擦学系统分析,指出了目前人工关节无润滑系统的结构缺陷.为解决此缺陷,提出了一种包括生物滑液、人工关节摩擦配副和仿生关节囊的新型人工仿生关节摩擦学系统结构,并对系统设计以及其改善现有人工关节系统润滑的潜在优越性进行了讨论.采用销-盘摩擦磨损试验机对影响人工关节仿生润滑系统摩擦学性能的滑液进行了模拟试验前的快速初步评价.结果表明,滑液可显著改善人工关节副的摩擦学特性,但其效果同系统条件及其结构元素有关.在研制仿生滑液和设计其摩擦学特性模拟试验方法时,必须结合这些影响因素进行设计和试验.

口腔环境因素对树脂牙摩擦学特性的影响
2003, 23(6):504-508.
[摘要](1180) [PDF 384KB](1664)
摘要:
采用往复滑动摩擦磨损试验台,通过体外模拟口腔环境,考察了树脂牙同TA2钛球对摩时的摩擦磨损性能,探讨了几种口腔环境因素对树脂牙摩擦学性能的影响.结果表明:树脂牙在人工唾液介质中同钛球对摩时表现出较好的摩擦磨损性能;随着法向咬合力增加,树脂牙的主要磨损机制由轻微磨粒磨损转变为严重粘着磨损,耐磨性能变差;人工唾液和碳酸饮料长期浸泡处理对树脂牙摩擦磨损性能影响很小;而在温度0~60℃范围内经热循环老化预处理后树脂牙的耐磨性显著降低.

(4-氟-3-三氟甲基苯氧基)环三磷嗪添加剂对季戊四醇酯减摩抗磨作用的影响
2003, 23(6):509-513.
[摘要](1014) [PDF 401KB](1546)
摘要:
合成了(4-氟-3-三氟甲基苯氧基)环三磷嗪,采用核磁共振氢谱(^1H NMR)和傅立叶转换红外光谱仪对其结构进行了表征,利用热重法分析了其热稳定性,在SRV型摩擦磨损试验机上评价了其作为季戊四醇酯添加剂对钢/钢体系的润滑作用,并采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了其作用机理.结果表明,同另一种芳氧基磷嗪化合物X-1P相比,(4-氟-3-三氟甲基苯氧基)环三磷嗪作为高温润滑油添加剂表现出更好的摩擦学性能.就磷嗪衍生物添加剂而言,氟代芳氧基中的氟含量对摩擦学性能具有重要影响.在摩擦过程中,(4-氟-3-三氟甲基苯氧基)环三磷嗪与摩擦副表面发生了复杂的摩擦化学作用,在摩擦副表面形成了含Fe3(PO4)2及FeF2等物质的边界润滑膜,从而表现出减摩、抗磨和承载作用.

聚异丁烯基丁二酰钼添加剂的摩擦学特性研究
2003, 23(6):514-518.
[摘要](1348) [PDF 292KB](1532)
摘要:
用四球摩擦磨损试验机考察了聚异丁烯基丁二酰钼(MoPIBS)在26^#白油中的摩擦学性能,探讨了其同硫系添加剂的复配效果,并用Auger电子能谱仪和X射线光电子能谱仪分析了磨斑表面边界膜的化学组成和元素分布.结果表明:在边界润滑条件下,MoPIBS作为润滑油添加剂具有良好的抗磨和减摩性能,并能在一定程度上提高基础油的承载能力;MoPIBS与硫系添加剂复配时表现出较好的协同极压和减摩作用,但抗磨性能变化不大。MoPIBS在磨损表面形成主要由MoO3和含氧有机物组成的边界膜,MoPIBS/硫系复配添加剂则在磨损表面形成含MoS2和FeS的边界膜,这是添加剂具有优异摩擦学性能的主要原因.

缸套-活塞系统润滑行为与动力学行为耦合分析
2003, 23(6):519-523.
[摘要](1153) [PDF 389KB](1800)
摘要:
建立了缸套-活塞系统油膜润滑与动力学行为耦合分析模型,并用数值方法进行了仿真计算,用有限元法计算了缸体的结构动力响应;通过采用有限差分法求解平均雷诺方程计算了缸套和活塞间的流体润滑特性,并探讨了活塞二阶振动的影响;采用顺序耦合的方法计算了考虑缸套-活塞摩擦、润滑与缸体结构振动、活塞二阶振动耦合作用的缸套-活塞间最小油膜厚度变化、摩擦力及摩擦功耗等.同不考虑缸体振动时的相应分析和计算结果对比发现,缸体结构振动对油膜润滑特性具有重要影响.

基于小波变换的摩擦噪声模态耦合机理研究
2003, 23(6):524-528.
[摘要](1259) [PDF 452KB](1688)
摘要:
观察分析了往复滑动摩擦条件下摩擦噪声的形成和发展过程,探讨了摩擦噪声的产生机理.结果表明:在往复滑动摩擦条件下产生了2种具有明显不同特征的摩擦噪声:第一种摩擦噪声在摩擦系数较小的摩擦初期即存在,对应的法向主振动与切向主振动几乎同时发生;第二种摩擦噪声在摩擦系数比较大时才出现,对应的法向主振动发生于切向主振动之前.利用小波变换技术进行分析后发现,第一种摩擦噪声对应的动态摩擦力不是源于法向力变化,而第二种摩擦噪声对应的动态摩擦力则明显源于法向力变化,前者同模态耦合机理不符,而后者则支持模态耦合机理.

基于Rough Set的油液故障诊断系统的知识发现
2003, 23(6):529-532.
[摘要](1132) [PDF 198KB](1960)
摘要:
结合Rough Set理论和摩擦学系统的特点,讨论了油液故障诊断系统的不协调性.在包含度方法的基础上,将普通二元关系进行推广,提出了一种不协调油液故障诊断系统知识发现模型,给出具体的运算方法,并通过试验实例验证了该模型的有效性.结果表明,该模型在最大分布约简的基础上进行油液诊断知识获取,能够很好地完成不确定性问题的推理,并且可以推导出具有最大可信度的油液诊断知识规则.

磨损表面形貌的三维分形维数计算
2003, 23(6):533-536.
[摘要](1173) [PDF 335KB](1986)
摘要:
基于分形理论和磨损表面扫描电子显微分析,采用盒子维方法计算了磨损表面的三维分形维数.结果表明,在计算尺度范围内,采用与尺度无关的分形维数表征磨损表面形貌特征是可行的;实际磨损表面的三维分形维数同其表面粗糙度密切相关,表面粗糙度越大,分形维数越大;同表面粗糙度相比,分形维数计算值较稳定.

二阶流体薄膜润滑研究
2003, 23(6):537-540.
[摘要](998) [PDF 220KB](1644)
摘要:
针对二阶流体薄膜润滑在润滑方程中引入二阶流体和弹性变形,在考虑薄膜润滑状态下的非牛顿性和类固体性的基础上,建立了薄膜润滑的粘变数学模型,并针对线接触弹流薄膜润滑进行了数值计算.结果表明,在相同载荷下基于粘变模型计算得到的膜厚同牛顿流体相应的膜厚相比大得多,而粘变薄膜厚度同速度的相关性比牛顿流体的小得多,且粘变薄膜能够承受更大的载荷;所建立的粘变模型适用于薄膜润滑的理论计算.

含碳纳米管二相流体润滑剂对钢-钢接触疲劳性能的影响
2003, 23(6):541-545.
[摘要](1148) [PDF 381KB](1515)
摘要:
制备了含碳纳米管的二相流润滑剂,利用自制的球-棒疲劳试验机研究了碳纳米管对钢球接触疲劳寿命的影响;利用扫描电子显微镜分析了碳纳米管抗滚动接触疲劳机理.结果表明:与基础油相比,含1%质量分数碳纳米管的二相流体润滑剂可以使钢球的接触疲劳寿命L10提高3倍以上;当碳纳米管含量增加到3%时,钢球的接触疲劳寿命基本保持不变;利用微粒吸附模型和微粒垫衬模型可以较好地解释碳纳米管提高钢球接触疲劳寿命的原因.

切削加工润滑技术研究现状及展望
2003, 23(6):546-550.
[摘要](1145) [PDF 205KB](1829)
摘要:
在分析切削加工润滑机理的基础上,对国内外切削加工润滑技术的研究进展进行了综合归纳与评述,阐明了各种润滑方式的优缺点,并且针对切削加工时的摩擦特点,指出了切削加工润滑研究中几个值得重视的发展方向.

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