2004年24卷1期

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直流射频等离子体增强化学气相沉积类金刚石碳薄膜的结构及摩擦学性能研究
2004, 24(1):1-5.
[摘要](1159) [PDF 264KB](2165)
摘要:
利用直流射频等离子增强化学气相沉积技术在单晶硅表面制备了类金刚石碳薄膜.采用Raman光谱、红外光谱、x射线光电子能谱和原子力显微镜等研究了薄膜的微观结构和表面形貌,在UMT-2MT型摩擦磨损试验机上考察了薄膜在不同载荷与滑动速度下的摩擦学性能。结果表明:所制备的类金刚石碳薄膜具有典型的类金刚石结构特征,薄膜均匀、致密,表面粗糙度小,硬度较高;薄膜与Si3N4陶瓷球对摩时显示出良好的抗磨减摩性能;随着试验载荷与滑动速度的提高,薄膜的摩擦系数降低,耐磨寿命降低;薄膜的减摩抗磨性能同其在Si3N4陶瓷球偶件磨损表面形成的转移膜相关。

界面接触特性对两种自组装分子膜摩擦特性的影响
2004, 24(1):6-10.
[摘要](1271) [PDF 340KB](1599)
摘要:
利用多功能微摩擦磨损试验机,在不同滑动速度和载荷条件下,采用不同摩擦副分析了界面接触特性对自组装分子膜摩擦特性的影响,同时采用Lennard-Jone势对铜和镍与三氯十八硅烷(OTS)和3-氨基丙基-三甲氧基硅烷(APS)自组装分子膜之间的相互作用进行了比较。结果表明,镍同OTS和APS对摩的摩擦系数均大于铜同2种自组装分子膜对摩的摩擦系数,这是因为镍与自组装分子膜间具有较强的相互作用所致。铜和镍与OTS对摩的摩擦系数随滑动速度的增加而增大,随载荷增加而减小;铜与APS对摩的摩擦系数随滑动速度的增加而减小,载荷对摩擦系数的影响则很小;而镍与APS对摩的摩擦系数随滑动速度增加而增大,随载荷增加而减小.可以用分子弛豫来解释2种自组装分子膜的摩擦特性差异。

铝硅酸盐微晶玻璃摩擦磨损性能研究
2004, 24(1):11-15.
[摘要](1385) [PDF 362KB](1563)
摘要:
在MRH-5A型环-块摩擦磨损试验机上考察了不同载荷下耐磨微晶玻璃与45#钢对摩时的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜和定点探针观察和分析磨损表面形貌和成分,并探讨了材料的磨损机理。结果表明:磨损率随着载荷的增加出现波动,当载荷低于40N时,磨损率随载荷增加而明显增大;而当载荷超过40N时,磨损率随载荷增加而明显降低;在较低载荷下,耐磨微晶玻璃的磨损失效主要源于轻微点蚀和疲劳剥落;在较高载荷下,其磨损失效主要源于表层晶粒塑性变形及疲劳脆性断裂。

炭纤维增强聚四氟乙烯复合材料在干摩擦和水润滑条件下的摩擦学行为对比研究
2004, 24(1):16-20.
[摘要](1047) [PDF 341KB](1747)
摘要:
对比考察了炭纤维增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能,并探讨了其磨损机理。结果表明:在水润滑条件下,纤维增强PTFE复合材料的摩擦系数和磨损率均明显比干摩擦下的低,水起到了润滑和冷却作用;复合材料磨损表面可见明显的裸露纤维及纤维局部磨平,无明显微观裂纹,基体和纤维结合较好,磨损表面存在转移自偶件的铁,表现出犁削磨损特征;在干摩擦下,复合材料磨损表面存在大量的微观断裂裂纹,纤维发生断裂和破碎,表现出疲劳磨损特征。

聚丙烯和二硫化钼对超高分子量聚乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响
2004, 24(1):21-24.
[摘要](1380) [PDF 302KB](1745)
摘要:
采用模压法制备了聚丙烯(PP)和MoS2填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料;在MM-200型摩擦磨损试验机上考察了UHMWPE/PP/MoS2复合材料的摩擦磨损性能;采用扫描电子显微镜观察分析复合材料磨损表面形貌.结果表明:单独添加MoS2可以提高UHMWPE的抗磨性能,但摩擦系数增大、力学性能降低;而采用PP和MoS2对UHMWPE进行改性可以显著改善加工性能;72.7%UHMWPE/18.2%PP/9.1%MoS2三元复合材料的加工性能、承载能力和长时抗磨性能明显优于UHMWPE;UHMWPE主要发生粘着磨损和疲劳磨损;而72.7%UHMW-PE/18.2%PP/9.1%MoS2三元复合材料在相同试验条件下同钢对摩时仅发生轻微塑性变形.

纳米Al2O3和Fe2O3填充尼龙PA1010的摩擦磨损行为
2004, 24(1):25-28.
[摘要](1046) [PDF 257KB](1814)
摘要:
采用模具挤压成型方法制备了纳米Al2O3和Fe2O3填充PA1010尼龙复合材料,采用MM-200型摩擦磨损试验机考察了所制备的尼龙复合材料在干摩擦条件下同45#钢对摩时的摩擦磨损行为。研究结果表明,填充纳米Al2O3使得PA1010尼龙复合材料的摩擦系数增大,而填充纳米Fe2O3使得摩擦系数降低;纳米Al203和Fe2O3填充尼龙复合材料的耐磨性能优于尼龙;当纳米填料的质量分数从10%提高到20%时,纳米Fe2O3填充尼龙的磨损量增大,纳米Al2O3填充尼龙的磨损量无明显变化,2种填料填充尼龙复合材料的摩擦系数变化不大.纳米Fe2O3填充尼龙复合材料同45#钢对摩时主要呈现粘着磨损和轻微疲劳磨损特征,而纳米Al2O3填充尼龙复合材料呈现脆性疲劳开裂特征。纳米Fe2O3填充尼龙复合材料在偶件磨损表面形成的转移膜更加均匀和连续,故其减摩抗磨性能优于纳米Fe2O3填充尼龙复合材料。

几种油性剂和极压抗磨剂对T8钢/Al2O3摩擦磨损性能的影响
2004, 24(1):29-32.
[摘要](1041) [PDF 293KB](1582)
摘要:
采用Falex型摩擦磨损试验机考察了T8钢/Al2O3陶瓷摩擦副在3种油性剂(T405、T406和T451)与3种极压抗磨剂(T309、T306、T321)作用下的摩擦学性能;用扫描电子显微镜观察试销表面磨损状态;用俄歇电子能谱仪分析了摩擦表面元素化学成分。结果表明:3种油性剂都可以不同程度地改善摩擦副的摩擦磨损性能,其中尤以T405作用效果最佳;3种极压抗磨剂均具有较好的减磨抗磨性能,其中T309的抗磨性能最为突出,T321与T306可以明显降低摩擦系数,相比之下两者磨损率较大;俄歇电子能谱分析揭示在T309作用下,由于摩擦化学反应在T8钢试销磨损表面形成了含S、P物质层;油性剂作用下摩擦副的磨损形式主要为磨料磨损,而T309作用下磨损形式主要为磨料磨损与摩擦化学(腐蚀)磨损。

纳米二硫化钼作为机械油添加剂的摩擦学特性研究
2004, 24(1):33-37.
[摘要](1383) [PDF 335KB](2333)
摘要:
由硫化钠和钼酸钠水溶液反应生成棕色三硫化钼膏状沉淀,将三硫化钼粉末干燥后在氢气保护气氛中于适宜温度下煅烧脱硫,制得了粒径为20~30nm的纳米MoS2颗粒.用X射线衍射仪和透射电子显微镜分析了MoS2纳米颗粒的相组成和微观形貌;利用四球摩擦磨损试验机测定了纳米MoS2作为N46机械油添加剂的摩擦学性能;采用X射线光电子能谱仪分析了磨痕表面元素的化学状态,用扫描电子显微镜观察了磨痕表面形貌,探讨了纳米MoS2的减摩抗磨机理.结果表明,同普通MoS2微粒相比,纳米MoS2更易发生化学反应并在钢球磨损表面形成含三氧化钼的表面膜,纳米MoS2添加剂的极压、抗磨和减摩性能优于普通MoS2.

二烷基二硫代磷酸镧与硼酸酯的协同减摩抗磨作用机理
2004, 24(1):38-41.
[摘要](1170) [PDF 276KB](1658)
摘要:
用四球摩擦磨损试验机考察了油溶性二烷基二硫代磷酸镧(LaDDP)和有机硼酸酯(OB)的减摩抗磨性能,探讨了LaDPP与有机硼酸酯的协同减摩抗磨作用及其协同摩擦化学反应机理;采用X射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪对比分析了磨斑表面典型元素组成、化学状态和深度分布。结果表明,LaDDP和有机硼酸酯具有优良的减摩抗磨性能,且二者具有优异的协同减摩抗磨作用,其主要原因在于稀土元素镧促进了有机硼酸酯的分解及硼的渗透,生成了由La、La2O3、B2O3、FeS、硫酸盐和磷酸盐等组成的边界润滑膜,形成了镧与硼的渗透层。

环烷酸亚锡的合成及其摩擦学性能研究
2004, 24(1):42-45.
[摘要](1125) [PDF 280KB](1943)
摘要:
合成了油溶性环烷酸亚锡,并对其结构进行了表征,用四球摩擦磨损试验机考察了环烷酸亚锡作为26#白油添加剂的摩擦学性能,对比考察了其同硫系和磷系添加剂的复配作用,并用俄歇电子能谱研究了磨斑表面边界膜的化学组成和元素分布。结果表明:所合成的环烷酸亚锡的锡含量(质量分数)为18.1%,其在25℃和-10℃下均具有较好的油溶性;在中低载荷条件下,环烷酸亚锡作为润滑油添加剂具有良好的承载能力和抗磨性能,并具有一定的减摩能力;环烷酸亚锡与硫系添加剂具有良好的协同效应,其主要原因是环烷酸亚锡在摩擦表面形成了含锡的摩擦表面膜。

电控摩擦离合器的初步实验研究
2004, 24(1):46-50.
[摘要](1122) [PDF 211KB](1572)
摘要:
以十二烷基磺酸钠水溶液作为润滑液,以石墨作为辅助电极,以氮化硅/黄铜摩擦片组成摩擦副,考察了自行研制的电控摩擦离合器试验台的工作特性及摩擦力矩对外加电场响应特性。结果表明,当外加电压从OV增加到20V时,电控摩擦离合器的摩擦力矩增大约2倍,摩擦力矩随外电压变化的响应时间约为3s。据此可以认为,电控摩擦技术可望应用于摩擦传动装置。

微动白层形成的控制因素及其对磨损过程的影响
2004, 24(1):51-55.
[摘要](1070) [PDF 366KB](1510)
摘要:
在径向和复合(切向与径向复合)微动条件下,考察了2091铝锂合金在不同载荷水平和倾斜角度下的微动行为和损伤过程;结合不同阶段微动磨痕剖面分析,研究了微动白层(TTS)的形成条件,并详细分析了在不同微动阶段TTS的演变过程.结果表明,TTS形成的主要控制因素是表面切应力和切向位移,TTS形成过程呈现塑性变形特征;TTS对磨损过程具有重要影响.

纳米尺度下气体薄膜润滑理论研究
2004, 24(1):56-60.
[摘要](1172) [PDF 314KB](1686)
摘要:
提出了依赖于逆Knudsen数的纳米尺度影响因子Np,修正了目前应用较为普遍的FK-Boltzmann模型,并给出了其数值计算结果。结果表明:当膜厚小于单个空气分子平均自由程时,由于纳米尺度效应的影响,流量因子有所减小,承载能力略微增加。

基于Reynolds边界的滑动轴承动力学系数的计算及应用
2004, 24(1):61-65.
[摘要](1153) [PDF 263KB](1454)
摘要:
运用有限元方法,在不需要额外求解Reynolds方程的情况下,求解了具有Reynolds边值条件的流体润滑问题,使得同时完成动力积分过程中非线性油膜力及影响Floquet乘子求解的油膜力Jacobian矩阵的计算成为可能;运用打靶法及预估-校正和打靶法相结合的延续算法考察了轴承-转子系统的非线性不平衡响应及其随轴承设计参数改变而出现的分岔现象,实现了计算量的有效减少。

滚滑工况弹流反常温度场的研究
2004, 24(1):66-69.
[摘要](1192) [PDF 218KB](1566)
摘要:
研究了弹流反常温度场的形成机理及影响因素,指出入口温升是压缩功发热和逆流剪切热所致,而出口局部低温是负压缩功吸热的结果,出口温度的再次微幅上升则是压缩功消失后剪切热作用的结果.研究结果表明,入口温升随载荷的增加而增大,随卷吸速度的增加显著升高而几乎与滑滚比无关;在高速小滑滚比工况下,接触区的最高温度有可能出现在入口位置;入口温升增加了材料在工作中经受高温的次数,对其接触疲劳寿命有不利影响;在保证润滑性能的前提下,适当减少供油量可以减小逆流,从而降低入口温升。

钢轨短波长波浪形磨损的安定性分析
2004, 24(1):70-73.
[摘要](1167) [PDF 285KB](1722)
摘要:
针对轮-轨滚动接触的短波长波浪形磨损现象,采用有限元法分析了三维实体模型的接触状态,通过计算分析了高频力作用下接触表面的塑性变形过程.结果表明:在一定的运动条件下,由于重复滚压作用,接触表面发生硬化并达到安定极限状态,生成有规律的短波长变形;钢轨表面塑性变形受枕木间距的影响;就具有随动硬化特性的钢轨材料而言,当摩擦系数μ<0.3时,屈服现象发生在材料表层下方;随着摩擦系数的增大,接触表面的切向力增大,安定极限的临界接触压力Po降低,屈服点移向接触表面,材料失效加快.

锡青铜梯度自润滑复合材料的摩擦学性能
2004, 24(1):74-78.
[摘要](948) [PDF 253KB](1788)
摘要:
利用粉末冶金工艺设计和制备了新型润滑材料——锡青铜梯度自润滑复合材料;在MM-200型摩擦磨损试验机上考察了其摩擦学性能,利用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面形貌,进而探讨了其摩擦磨损机理.结果表明:锡青铜梯度自润滑复合材料摩擦学性能优异,且偶件损伤轻微;所研制的锡青铜梯度自润滑复合材料的摩擦学性能优于目前国内常用的金属润滑材料555铅青铜、6501锡青铜以及进口多层金属润滑材料;锡青铜梯度自润滑复合材料的优异减摩抗磨性能取决于其特殊的梯度结构.

铁路货车心盘材料的耐磨性研究
2004, 24(1):79-82.
[摘要](1236) [PDF 321KB](1801)
摘要:
对比研究了货车心盘用ZG25MnNb钢、AAR-C级钢及经过表面强化处理的锻钢20Mn、锻钢Q345和铸钢ZG25的耐磨性能;采用金相显微镜分析了材料金相结构对其耐磨性能的影响。结果表明,对货车心盘用钢材进行表面强化能够显著改善其耐磨性能ZG25MnNb钢和经表面强化处理的锻钢20Mn的耐磨性较优;表面硬度高而组织细小的材料组成的摩擦副的耐磨性较好。

炭纤维增强环氧树脂复合材料/N80钢摩擦学性能研究
2004, 24(1):83-86.
[摘要](1203) [PDF 226KB](1575)
摘要:
利用MG-200型摩擦磨损试验机研究了炭纤维增强环氧树脂复合材料/N80钢的摩擦学性能,考察了介质温度对摩擦学性能的影响;用扫描电子显微镜分析了磨损表面形貌.结果表明:在干摩擦条件下,炭纤维增强环氧树脂复合材料与N80钢对摩时的摩擦系数较低,炭纤维增强环氧树脂复合材料的磨损主要表现为树脂基体脱落碳化和炭纤维的折断剥落,偶件钢环则呈现明显的磨粒磨损特征;在油井产出液润滑下炭纤维增强环氧树脂复合材料的磨损率较低,摩擦系数和磨损率随着润滑介质温度的升高而增大,偶件钢环则呈现明显的磨粒磨损和腐蚀磨损特征.

Cr12MoV钢离子渗氮和硫、碳、氮复合共渗层摩擦学性能研究
2004, 24(1):87-89.
[摘要](1137) [PDF 205KB](1650)
摘要:
采用离子渗N和S、C、N复合共渗技术在Cr12MoV钢表面制备了由硫化物组成的改性层,考察了改性层在不同润滑条件下的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜观察分析试样磨损表面形貌。结果表明:Cr12MoV钢表面经复合共渗处理后形成具有良好储油能力的多孔硫化物层,硫化物层在油润滑条件下可以显著提高Cr12MoV钢表面的摩擦磨损性能。

密度泛函理论派生概念和原理在摩擦化学中的应用
2004, 24(1):90-95.
[摘要](903) [PDF 333KB](1870)
摘要:
评述了密度泛函理论派生概念和原理在摩擦化学中的应用,指出可以采用摩擦化学势(或摩擦化学电负性)和摩擦化学硬度作为表征固体摩擦材料和润滑剂分子力化学反应活性的量化参数,从而为摩擦化学计算与设计提供量子化学参数。

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