2004年24卷2期

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纳米二氧化硅水溶胶成膜特性研究
2004, 24(2):97-100.
[摘要](1477) [PDF 218KB](1482)
摘要:
研究了纳米SiO2水溶胶的固液二相流成膜特性.结果表明,水溶胶中的Si02固体颗粒的粒径及质量分数对粘度的影响较小,对成膜能力和承载能力的影响较大;在薄膜润滑阶段,固体颗粒的粒径和质量分数对润滑状态的稳定性具有一定的影响,随着速度的增加,液体膜厚度逐渐增大,固体颗粒对液体润滑膜稳定性及性能的影响逐渐减弱;在弹流润滑阶段,固体颗粒的影响很小。

钛酸钾晶须对石墨-硼酸系固体润滑膜摩擦磨损性能的影响
2004, 24(2):101-105.
[摘要](853) [PDF 296KB](1541)
摘要:
考察了钛酸钾晶须对石墨-硼酸系固体润滑膜摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析了不同温度下润滑膜试样磨损表面形貌.结果表明:石墨-硼酸及石墨-硼酸-钛酸钾晶须固体润滑膜在室温下同不锈钢配副的摩擦系数约为0.08,耐磨寿命(滑动摩擦行程)保持在15000m以上;在300℃下的初始摩擦系数变化不大,在500℃下摩擦系数变化较大;但在摩擦初期2种固体润滑膜的摩擦系数无明显差别;随着摩擦过程的进行,不含钛酸钾晶须的润滑膜试样的摩擦系数在短时间内迅速增大,而含钛酸钾晶须试样的耐磨寿命比不含钛酸钾晶须试样的高2倍.这是由于钛酸钾晶须增强了固体润滑膜的强度及其在底材表面和附着力所致。

高速电弧喷涂Fe-Al涂层的高温磨损特性
2004, 24(2):106-110.
[摘要](997) [PDF 264KB](1836)
摘要:
采用滑动磨损试验方法考察了高速电弧喷涂Fe-Al金属间化合物涂层与Si3N4陶瓷球配副在室温~650 ℃下的摩擦磨损特性,并探讨了涂层的高温摩擦磨损机理.结果表明,随着试验温度的升高,Fe-Al涂层的摩擦系数降低,耐磨性明显提高.在高温下涂层滑动摩擦系数降低的主要原因在于磨损表面发生摩擦氧化反应,从而形成具有固体润滑作用的氧化物保护层,涂层在高温下主要呈现剥层磨损特征,涂层组分Fe3Al和FeAl金属间化合物的高温强度和硬度较高,能有效地阻碍裂纹的产生、扩展及扁平颗粒的断裂,从而使得Fe-Al涂层表现出优异的高温耐磨性.

钛合金表面双层辉光离子无氢渗碳层摩擦磨损性能研究
2004, 24(2):111-114.
[摘要](883) [PDF 135KB](1586)
摘要:
利用双层辉光放电离子渗碳原理,以格栅状高纯度固体石墨作为源极,钛合金作为阴极,氩气作为工作气体,依靠辉光放电和空心阴极效应在钛合金(Ti6Al4V)材料表面制备了具有特殊物理、化学性能的渗碳层;采用X射线衍射和辉光放电光谱分析了渗碳层的相组成及C元素分布;并考察了渗层的摩擦磨损性能.结果表明:复合渗碳层中形成了高硬相TiC及游离态C减摩相;渗层内C元素的含量呈梯度分布;经复合渗碳处理后材料的表面硬度大幅度提高,由表及里硬度成梯度降低;经渗碳处理后材料的减摩和抗磨性能显著改善,摩擦系数降低50%以上,比磨损率降低3个以上数量级.

单晶硅表面等离子体基离子注入碳纳米薄膜的摩擦学特性
2004, 24(2):115-118.
[摘要](937) [PDF 220KB](1439)
摘要:
用等离子体基离子注入(PBII)技术在单晶硅表面制备了碳纳米薄膜,考察了薄膜在不同载荷及速度下同Si3N4球对摩时的摩擦学性能,并采用扫描电子显微镜观察分析了磨痕表面形貌.结果表明,所制备的碳纳米薄膜光滑致密,为高硬度富弹性的类金刚石碳(DLC)膜,薄膜通过C-Si键合作用而同硅片表面形成牢固结合,且成分及结构呈现某种梯度变化特征,单晶硅经改性后摩擦学性能大幅度改善:在低载荷(0.5 N)下其耐磨寿命达3 h以上,摩擦系数处于0.10~0.30之间,磨痕不明显;在高载荷(4 N)下其耐磨寿命及摩擦系数(0.03~0.20之间)均明显降低.这是由于较高载荷或滑动速度导致DLC薄膜石墨化加剧所致.

Si-B-N复合薄膜的结构及摩擦学性能研究
2004, 24(2):119-122.
[摘要](999) [PDF 211KB](1382)
摘要:
利用三极射频-直流负偏压-等离子体增强化学气相沉积技术在45#钢表面制备了附着力较强的Si-B-N复合薄膜;采用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪分析了所制备的Si-B-N复合薄膜的组成和结构,通过划痕试验和球-盘摩擦磨损试验考察了薄膜与基体的附着力及摩擦学性能.结果表明:通过合理地控制工艺参数,并对试样基体施加适当的直流负偏压,可以制得含六方氮化硼(h-BN)和立方氮化硼(c-BN)混合相的Si-B-N复合薄膜;而在Si-B-N复合薄膜表面引入沉积MoS2薄膜可以改善其摩擦学性能.

多孔氧化铝陶瓷储油材料的摩擦学性能研究
2004, 24(2):123-127.
[摘要](962) [PDF 316KB](1771)
摘要:
用石墨作为造孔剂,利用模压成型高温烧结方法制备了分布均匀的多孔氧化铝陶瓷,将多孔氧化铝陶瓷浸渍甲基硅油得到多孔氧化铝储油材料,在THT07-135型高温摩擦磨损试验机上考察了其同Si3N4陶瓷球对摩时的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面形貌.结果表明,浸渍甲基硅油后多孔氧化铝陶瓷的减摩抗磨性能显著改善,这是由于储存在多孔氧化铝陶瓷中的润滑剂起到润滑作用并抑制偶件的氧化磨损所致.

油溶性有机钼添加剂的摩擦学性能及其摩擦化学作用机制
2004, 24(2):128-133.
[摘要](1107) [PDF 284KB](1758)
摘要:
采用四球摩擦磨损试验机考察了2种油溶性有机钼添加剂2-乙基己基-二硫代磷酸氧钼(MoDDP)和硫化-二异丙基-二硫代磷酸钼(MoDTP)的摩擦学性能及其复配体系的抗磨减摩性能,采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了磨斑表面形貌和表面膜元素组成,探讨了有机钼添加剂的摩擦化学作用机制.结果表明,有机钼添加剂MoDDP和MoDTP均具有优异的摩擦学性能,其复配体系呈现协同抗磨减摩效应,这是由于有机钼添加剂在摩擦副表面形成由FeS、MoS2及MoO2组成的化学反应膜和由含磷化合物组成的沉积膜所致.

油溶性Cu纳米微粒作为15W/40柴油机油添加剂的摩擦学性能研究
2004, 24(2):134-138.
[摘要](1161) [PDF 270KB](1897)
摘要:
制备了油溶性铜纳米微粒,用四球摩擦磨损试验机考察了其作为CD15W/40柴油机油添加剂的摩擦学性能;用扫描电子显微镜、X射线能量色散谱仪和X射线光电子能谱仪分析了钢球磨损表面形貌、组成和化学状态.结果表明:油溶性铜纳米微粒作为添加剂能显著改善CD15W/40柴油机油的摩擦学性能;在载荷196N、试验时间60min和载荷为392N、试验时间为30min,最佳纳米铜含量条件下,相应的钢球磨斑直径同基础油润滑下相比分别减小了24%和42%;当添加浓度达到1%时,CD15W/40柴油机油的pB和pD值分别提高了约200N和800N.这同其在摩擦副接触表面的沉积行为有关。

人牙釉质在人工唾液润滑下与不同偶件对摩时的摩擦学性能研究
2004, 24(2):139-143.
[摘要](1075) [PDF 150KB](1846)
摘要:
在往复滑动摩擦磨损试验台上对比考察了人牙釉质自配副及其同钛合金和纯钛配副时的摩擦学性能.结果表明:牙釉质/牙釉质的稳态摩擦系数约为1.00,其磨损表面釉柱清晰可见,磨损机制表现为剥落和轻微犁削并存;牙釉质/钛合金的稳态摩擦系数约为0.92,磨损表面既有犁沟又有剥落,可以看到轮廓分明的釉柱;牙釉质/纯钛的稳态摩擦系数约为0.87,磨损表面存在纯钛转移膜.从摩擦系数的变化趋势、稳态摩擦系数的大小、磨损表面形貌和磨痕深度等角度来看,牙釉质/钛合金与牙釉质/牙釉质的摩擦磨损行为较为相似.

炭纤维增强铜基复合材料摩擦磨损性能同其磨损表面形貌相关性研究
2004, 24(2):144-147.
[摘要](1331) [PDF 279KB](1507)
摘要:
考察了炭纤维增强铜基复合材料的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜、电子探针X射线显微分析仪和表面轮廓测试仪等观察分析了复合材料磨损表面形貌和元素组成.结果表明,复合材料摩擦磨损性能及其磨损表面形貌与粗糙度同载荷及滑动速度密切相关,当载荷和速度小于某一临界值时,复合材料同钢对摩时的摩擦系数和磨损率均较小,而当载荷和速度超过临界值时,复合材料的摩擦系数和磨损率均大幅增大,复合材料磨损表面形成了由C、Cu和Fe等元素组成的固体润滑和防护薄膜,使得其在干摩擦条件下同钢对摩时的摩擦系数和磨损率均较低.

纳米Al2O3增强PA6复合材料的摩擦磨损性能研究
2004, 24(2):148-151.
[摘要](1424) [PDF 165KB](1615)
摘要:
利用MMW-1型摩擦磨损试验机考察了纳米Al2O3增强PA6复合材料同45#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试样磨损表面形貌.结果表明:纳米Al2O3可以提高PA6的耐磨性能;在小于100 N低载荷下纳米Al2O3填充PA6复合材料的滑动摩擦系数符合粘弹性材料的变化规律;只有当填充量适当时,纳米Al2O3微粒才能有效地增强聚合物基体的抗磨粒磨损性能,并阻碍聚合物基体向偶件磨损表面的粘着转移;纳米Al2O3质量分数为10%的PA6复合材料的抗磨性能最佳.

纳米TiO2和SiO2填充尼龙的摩擦磨损行为
2004, 24(2):152-155.
[摘要](1256) [PDF 227KB](1697)
摘要:
制备了纳米SiO2和纳米TiO2填充PA1010尼龙复合材料,测定了复合材料的力学性能,并采用MM-200型摩擦磨损试验机考察了尼龙复合材料在干摩擦条件下同45#钢配副时的摩擦磨损行为.结果表明:填充纳米颗粒可以提高尼龙复合材料的力学性能;纳米SiO2和纳米TiO2作为填料可以提高PA1010的耐磨性,降低摩擦系数,其中纳米颗粒的最佳质量分数为10%;纳米颗粒填充尼龙1010复合材料同45#钢配副时主要呈现粘着和疲劳磨损特征.

4106航空润滑油拖动特性研究
2004, 24(2):156-159.
[摘要](1305) [PDF 198KB](1741)
摘要:
采用高速球-盘式拖动力试验装置测定了4106航空润滑油在不同载荷、滚动速度、入口油温及滑滚比下的拖动系数,分析了润滑油的拖动特性,建立了拖动系数的简单计算公式.结果表明:4106航空润滑油的拖动系数随着载荷变化出现转折;在高速和高压条件下,4106航空润滑油呈现非牛顿特性;当入口油温较低时润滑油的热效应较显著;随着载荷增大,入口油温和滚动速度对拖动系数的影响减小;理论计算结果同实测值吻合良好.

利用有限元法计算径向磁轴承性能
2004, 24(2):160-163.
[摘要](916) [PDF 189KB](1700)
摘要:
利用非线性有限元方法(FEM)计算了一种径向磁轴承(定子具有8磁极常规结构)的转子在无偏心以及偏置电流分别为0.5 A、1.0 A和1.5 A下的电磁力及其电流刚度与位置刚度,预测了径向磁轴承的承载力,给出了其磁场分布图,并与磁轴承的线性化模型参数进行了比较.结果表明,基于有限元方法得到的计算值同试验结果一致,可以为径向磁轴承的设计和分析提供依据.

在线铁谱仪电磁装置磁场的有限元分析
2004, 24(2):164-167.
[摘要](970) [PDF 193KB](1559)
摘要:
针对在线铁谱仪中的一种新型的直流电磁装置,通过有限元分析揭示了其工作气隙中的磁场分布规律,采用正交设计方法确定了夹角方案条件下的最佳工作气隙尺寸,比较了磁场在夹角方案和倾角方案条件下的分布情况.结果表明,该装置在夹角方案条件下可以在油样流动方向上形成由弱到强的磁场分布,但效果不如倾角方案好.

双电层电粘度对润滑性能的影响研究
2004, 24(2):168-171.
[摘要](953) [PDF 192KB](1766)
摘要:
根据双电层理论,建立了关于流体润滑中的双电层引起的电粘度效应的数学模型,并通过组合滑块水润滑试验考察了双电层的电粘度效应对流体润滑性能的影响.结果表明:双电层所引起的电粘度效应对流体润滑下的摩擦系数具有明显影响;当在速度较低时,摩擦系数明显增大;随着速度的增加,摩擦系数增大幅度减小;试验结果同所建立的数学模型相符.

纸基摩擦材料绿色制备工艺与摩擦磨损性能研究
2004, 24(2):172-176.
[摘要](1208) [PDF 224KB](1884)
摘要:
以炭纤维作为增强纤维,开发出了一种原材料可回收、无石棉污染和工业垃圾的纸基摩擦材料绿色制备工艺,用所开发的新工艺制备了含50%回收原材料的纸基摩擦材料,用QM1000-Ⅱ型摩擦材料性能试验机考察了其摩擦磨损性能.结果表明:新工艺的原材料利用率为80%~95%;用新工艺制备的含50%回收原材料的纸基摩擦材料的动摩擦系数为0.129,且摩擦系数稳定;静摩擦系数、静/动摩擦系数比和磨损率分别为0.149,1.16和6.47×10-8 cm3/J;其摩擦磨损性能同不含回收原材料的同类纸基摩擦材料相比无显著差异,是一种比较理想的新型纸基摩擦材料.

高含水原油对油管和抽油杆摩擦磨损性能的影响研究
2004, 24(2):177-180.
[摘要](963) [PDF 143KB](1470)
摘要:
在实验室考察了油井产出液含水量对抽油杆和油管摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察了抽油杆和油管试样磨损表面形貌.结果表明:当油井产出液含水量处于70%~85%之间时,抽油杆和油管摩擦副的摩擦系数和磨损率随含水量增加呈增大趋势;当油井产出液含水量小于70%或大于85%时,摩擦系数和磨损率变化较小;油井产出液含水量对抽油杆和油管试样磨损表面形貌亦具有明显影响,当含水量较低(55%)时,抽油杆和油管磨损表面较光滑,存在少量犁沟;而当含水量较高(95%)时,磨损表面出现宽而深的犁沟,呈现严重粘着和擦伤迹象.

硼化硫代磷酸酯胺盐的极压抗磨性能研究
2004, 24(2):181-184.
[摘要](1251) [PDF 106KB](1946)
摘要:
以硫化物、磷化物、氮化物以及硼化物为原料合成了多功能润滑油添加剂--硼化硫代磷酸酯胺盐,对比考察了所合成的添加剂同几种常见商品添加剂的极压抗磨特性,探讨了在添加剂分子中引入B元素对其热氧化稳定性及腐蚀性能的影响,初步考察了硼化硫代磷酸酯胺盐在无灰液压油和齿轮油中的应用性能.结果表明:引入B元素可以显著改善S-P-N类多功能润滑油添加剂的热氧化稳定性和腐蚀性能;含有S、P、N和B等多种活性元素的合成添加剂在无灰液压油及齿轮油中具有广阔应用前景.

铋纳米微粒添加剂的摩擦学性能研究
2004, 24(2):185-187.
[摘要](1033) [PDF 169KB](1624)
摘要:
采用液相分散法制备了平均粒径为60 nm的油溶性铋纳米微粒,用四球摩擦磨损试验机考察了所制备的铋纳米微粒作为润滑油添加剂的减摩抗磨性能.结果表明,当添加量处于0.04%~1.00%范围内时,铋纳米微粒表现出良好的减摩抗磨性能,并能显著提高基础油的失效负荷.

磨损数值仿真技术的研究进展
2004, 24(2):188-192.
[摘要](1200) [PDF 212KB](2100)
摘要:
综述了近年来国内外磨损数值仿真技术研究进展和现状,重点评述了数值仿真方法在磨粒磨损、疲劳磨损、磨损表面形貌模拟和实际摩擦副磨损研究方面的应用.指出磨粒磨损仿真主要集中于二体磨损的磨损表面形貌分析和磨损预测;疲劳磨损仿真主要集中基于断裂力学方法的建模以及基于有限元方法的参数定量计算和疲劳裂纹行为数值模拟;实际摩擦副磨损仿真主要侧重于齿轮、凸轮和缸套-活塞环等典型摩擦副的磨损研究.就当前磨损数值仿真研究的主要问题和发展方向提出了建议。

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