2004年24卷3期

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《摩擦学学报》第五届编委会名单
2004, 24(3):F004-F004.
[摘要](767) [PDF 0KB](157)
摘要:

柱状莫来石弥散钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷摩擦磨损性能研究
2004, 24(3):193-196.
[摘要](1219) [PDF 257KB](1555)
摘要:
研究了柱状莫来石弥散四方氧化锆多晶陶瓷(MDZ)在含质量分数2%SiO2磨粒的5%NaOH溶液中的摩擦磨损性能.结果表明:在100~500N载荷范围内,莫来石质量分数为15%的15MDZ的耐磨性明显优于莫来石质量分数为20%的20MDZ;含莫来石弥散相的Y-TZP的力学性能有所降低,但15MDZ陶瓷在500N载荷下的耐磨性能优于Y-TZP;MDZ复合陶瓷主要呈现擦伤和塑性变形特征,而3Y-TZP陶瓷在相同试验条件下主要呈现塑性变形和断裂特征;柱状莫来石可阻碍裂纹扩展、阻止晶界滑移、抑制ZrO2晶粒异常长大、提高MDZ陶瓷的致密度,从而改善MDZ复会陶瓷的抗磨性能。

TiB2增强Al2O3陶瓷刀具高速干切削摩擦磨损性能
2004, 24(3):197-201.
[摘要](1158) [PDF 261KB](1752)
摘要:
采用TiB2增强Al2O3陶瓷刀具对淬硬钢进行高速干切削试验,利用切削高温作用下的摩擦化学反应,在刀具表面原位生成具有润滑作用的反应膜,从而实现Al2O3/TiB2陶瓷刀具的自润滑.结果表明:低速干切削时,Al2O3/TiB2陶瓷刀具的磨损机制主要表现为粘着磨损和磨料磨损;而在高速干切削时,刀具的磨损机制主要表现为氧化磨损,刀具表面经由氧化反应生成具有润滑作用的反应膜而起到固体润滑作用,从而使刀具的耐磨性能提高,随着TiB2含量和切削速度的增加,反应膜的减摩抗磨作用增强;而在切削区通入氮气时,由于刀具表面氧化膜形成受阻,刀具的抗磨能力有所降低.

聚晶立方氮化硼刀具切削高锰钢的磨损机制
2004, 24(3):202-206.
[摘要](992) [PDF 377KB](1632)
摘要:
在半精加工试验条件(切削深度ap=0.5mm,进给量f=0.3mm/r,干切)下研究了聚晶立方氮化硼刀具切削奥氏体高锰钢时的磨损机制,用WDH-Ⅱ型光电温度计测量了切削温度,用工具显微镜测量后刀面磨损量,进而考察了切削时间和切削速度对后刀面磨损量的影响,采用S-250MK型扫描电子显微镜观察刀具前、后刀面的磨损形貌和组成变化.结果表明:当切削温度为400~750℃时,聚晶立方氮化硼刀具同高锰钢中的γ相及其析出相(Fe,Mn)3C之间产生严重的机械磨损;当切削温度超过800℃时,聚晶立方氮化硼刀具同高锰钢单一γ相之间产生扩散磨损;聚晶立方氮化硼刀具适合于高速切削.

表面处理工艺对长石质牙科陶瓷摩擦学特性的影响
2004, 24(3):207-211.
[摘要](994) [PDF 365KB](1528)
摘要:
通过体外模拟口腔环境。采用往复摩擦磨损试验机考察了经自身上釉、离子交换及机械打磨抛光等3种不同表面处理方式的长石质牙科陶瓷材料在人工唾液润滑下同纯钛对摩时的摩擦学特性。探讨了表面处理对牙科陶瓷材料显微硬度、断裂韧性、表面形貌和元素组成的影响.结果表明:牙科临床常用的表面处理工艺对牙科陶瓷摩擦系数的影响较小。经3种不同表面处理的陶瓷试样的摩擦系数仅在滑动初期存在一定差异;经离子交换处理的陶瓷试样的抗磨性能较优;长石质牙科陶瓷同纯钛对摩时。偶件钛向陶瓷试样磨损表面发生转移;牙科陶瓷材料的耐磨性能同力学性能的相关性不强,原因在于耐磨性能同微观结构等密切相关.

热处理对类金刚石碳薄膜力学和摩擦性能的影响
2004, 24(3):212-215.
[摘要](986) [PDF 304KB](1481)
摘要:
利用直流磁分离及脉冲阴极双激发源等离子弧薄膜沉积装置制备了含Ti底层和无Ti底层的类金刚石碳薄膜(DLC);采用纳米硬度计、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪分析了薄膜的力学性能和结构;采用УСК-1型球-盘滑动摩擦磨损试验机考察了薄膜的摩擦性能.结果表明,同无Ti底层的DLC薄膜相比,含Ti底层的DLC薄膜的硬度和弹性模量较低;含Ti底层的DLC薄膜经真空400℃退火后表面层中存在TiO2,内部存在TiC;而无Ti底层的DLC薄膜经真空500℃退火处理后硬度、弹性模量和表面形貌几乎保持不变;无Ti底层的DLC薄膜经空气中500℃退火后摩擦系数明显降低,这是由于DLC薄膜在空气中热处理时更易发生石墨化所致.

化学镀耐磨自润滑Ni-P复合镀层的摩擦磨损性能
2004, 24(3):216-219.
[摘要](1013) [PDF 298KB](1723)
摘要:
利用化学复合镀技术制备了Ni-P-碳纳米管(Ni-P-CNTs)和Ni-P-无机类富勒烯WS2[Ni-P-(IF-WS2)]复合镀层,考察了复合镀层的减摩抗磨性能.结果表明,Ni-P-CNTs和Ni-P-(IF-WS2)复合镀层的减摩抗磨性能优于化学镀Ni-P和Ni-P-石墨镀层,其原因在于Ni-P-CNTs化学复合镀层中的碳纳米管具有优异力学性能和同轴石墨纳米管结构,而Ni-P-(IF-WS2)化学复合镀层中的IF-WS2具有封闭层状类富勒烯球形结构,二者均具有优异的自润滑性能.

铝合金微弧氧化陶瓷层在润滑条件下的抗磨性能研究
2004, 24(3):220-224.
[摘要](1040) [PDF 365KB](1904)
摘要:
采用模拟活塞-缸套运动形式的往复式滑动摩擦磨损试验机对比研究了铝合金微弧氧化陶瓷层、电镀硬铬镀层及耐磨磷钒铜铸铁的摩擦磨损特性;利用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面形貌,进而探讨了油润滑条件下微弧氧化陶瓷层的磨损机制及其影响因素.结果表明:铝合金微弧氧化陶瓷层在油润滑条件下的耐磨性能显著优于电镀硬铬镀层和磷钒铜铸铁;陶瓷层中的微孔有利于改善其在油润滑条件下的耐磨性能;不同厚度的微弧氧化陶瓷层在稳定磨损阶段的磨损质量损失变化不大.

纳米LaF3微粒对聚酰亚胺粘结固体润滑涂层摩擦学性能及抗腐蚀性能的影响
2004, 24(3):225-229.
[摘要](1129) [PDF 381KB](1669)
摘要:
采用MHK-500型摩擦磨损试验机考察了含纳米LaFa微粒的聚酰亚胺粘结固体润滑涂层在干摩擦条件下同GCr15钢环配副时的摩擦学性能,评价了涂层的耐腐蚀性能,重点探讨了纳米LaFa填料对涂层耐磨性及耐腐蚀性能的影响.结果表明:含1%~2%纳米LaF3的涂层的耐磨性最佳,而纳米LaF3填料对涂层减摩性能的影响不大;含2%纳米LaF3的涂层的耐腐蚀性最好.

三种粘结固体润滑涂层微动磨损性能比较研究
2004, 24(3):230-234.
[摘要](1151) [PDF 378KB](1469)
摘要:
采用Deltalab-Nene型微动摩擦磨损试验机和UMT-2型通用摩擦磨损试验仪对比考察了42CrMo钢基体表面MoS2基、石墨基、PTFE基粘结固体润滑涂层的微动磨损性能及其同涂层划痕临界载荷的相关性;基于微动损伤表面和截面扫描电子显微分析以及涂层原始表面和微动磨损表面X射线衍射分析,探讨了几种涂层的微动损伤机理.结果表明:3种涂层的减摩抗磨性能并不简单取决于其同基体的结合强度,而是同时与涂层本身的机械力学性能和微结构密切相关;涂层在微动早期经历较轻微的塑性变形和流动,并可沿滑动方向发生晶粒择优取向,进而在偶件磨损表面形成转移膜,从而有效地起到减摩抗磨作用;涂层的失效主要归因于往复疲劳应力作用下的裂纹萌生、扩展以及层状剥落.

C/C复合材料及高强石墨高温摩擦磨损性能对比研究
2004, 24(3):235-239.
[摘要](947) [PDF 271KB](1656)
摘要:
采用MG-2000型摩擦磨损试验机对比考察了C/C复合材料及航空发动机主轴密封环拟用材料高强石墨的高温摩擦磨损行为,采用显微激光拉曼光谱仪及扫描电子显微镜分析了C/C复合材料磨损表面组成及形貌.结果表明:具有粗糙层和光滑层复合结构的C/C复合材料的高温摩擦磨损性能明显优于高强石墨材料,适合用作航空发动机主轴密封环材料;C/C复合材料的高温摩擦磨损性能取决于磨粒磨损、粘着磨损及氧化磨损的共同作用.

无机纳米微粒及聚四氟乙烯填充聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能
2004, 24(3):240-243.
[摘要](1120) [PDF 240KB](2029)
摘要:
以纳米Al2O3、纳米TiO2及聚四氟乙烯(PTFE)作为复合填料,利用热压成型方法分别制备了纳米Al2O3-PTFE及纳米TiO2-PTFE填充聚醚醚酮(PEEK)复合材料;采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了纳米微粒对复合材料摩擦学性能的影响;采用扫描电子显微镜观察分析了复合材料磨损表面形貌.结果表明:纳米微粒和PTFE作为复合填料可以显著改善PEEK的摩擦学性能,其改善效果同纳米微粒的填充量相关;当纳米填料的质量分数相同时,PEEK/PTFE/nano-TiO02复合材料的摩擦磨损性能明显优于PEEK/PTFE/nano-Al2O3复合材料;含纳米Al2O3的复合材料磨损表面呈现严重塑性变形特征,且塑性变形程度随纳米微粒含量增加而增大,而含纳米TiO2的复合材料磨损表面塑性变形轻微.

离子注入超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究
2004, 24(3):244-248.
[摘要](1147) [PDF 340KB](1673)
摘要:
对人工关节软骨材料——超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行O+和C+离子注入改性,采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了离子注入UHMWPE试样在血浆润滑条件下同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注入和未注入试样及其磨痕表面形貌,用红外光谱仪(IR)分析了注入和未注入试样的化学特征.结果表明:经O+和C+离子注入处理的UHMWPE试样表面发生了碳化并形成了类金刚石结构;O+和C+注入处理均有利于增强UHMWPE的耐磨性能,而O+离子注入试样的耐磨性能优于C+离子注入试样,经450keV、5×1015/cm2的O+离子注入试样的耐磨性能最佳;未注入UHMWPE试样在血浆润滑条件下同陶瓷对摩时主要呈现粘着、塑性变形和犁沟特征,而注入UHMWPE试样在相同条件下主要呈现表面硬化层疲劳裂纹萌生、扩展、剥落及磨粒磨损特征.

二体磨料磨损犁沟及脊的三维有限元动态模拟
2004, 24(3):249-253.
[摘要](1299) [PDF 357KB](1653)
摘要:
选用20#钢、45#钢、T8钢3种材料作为研究对象,利用三维有限元法动态模拟刚性球形磨粒在弹-线塑性平板上的压入-划动过程,所用磨粒半径为0.15mm,试样尺寸为1.2mm×1.2mm×3.0mm,划动距离1.2mm;采用ANSYS/LS-DYNA软件对每种材料在压入深度0.01~0.10mm范围内进行10次动态模拟.为验证模拟的有效性,在改装的HX-200型显微硬度计上进行单磨粒划伤试验,用OLS-1100型非接触式三维激光共聚扫描电子显微镜分析了相应的犁沟和脊.结果表明,模拟结果与试验结果相吻合,能够重现碳钢材料在磨损过程中的塑变行为,进而通过提取犁沟脊表面的节点坐标值,对材料犁沟两边塑变脊进行量化分析,得到脊形貌尺寸随磨粒压入深度、压入宽度和材料性能变化的规律,并建立了适用于碳钢系列材料塑变脊形貌与磨粒压入深度和宽度的关系曲线.

不同表面粗糙度的摩擦副润滑状态的 Stribeck曲线研究
2004, 24(3):254-257.
[摘要](1575) [PDF 198KB](2518)
摘要:
利用Stribeck润滑曲线理论分析和薄膜润滑试验考察了不同表面粗糙度的钢球与圆盘点接触及钢滑块与圆盘面接触摩擦副的润滑状态,通过改变圆盘转速获得了包含薄膜润滑状态的Stribeck曲线.结果表明:在Stribeck曲线上可以划分出薄膜润滑状态,其位于摩擦系数谷底附近;薄膜润滑的产生及其区间大小同圆盘表面粗糙度密切相关;圆盘表面粗糙度较小时更易形成薄膜润滑状态,而圆盘表面粗糙度较大时薄膜润滑状态不明显;光滑表面对应的Stribeck曲线谷底较宽,相应的薄膜润滑区间亦较宽.

考虑进油压力的滑动轴承非线性油膜力数据库
2004, 24(3):258-262.
[摘要](1310) [PDF 357KB](1627)
摘要:
通过对ReyTlolds方程的非线性变换,提出了考虑进油压力边界条件时径向滑动轴承非线性油膜力数据库的建库方法,扩展了油膜力数据库计算方法的应用,通过引入2个有限数据域的新变量对转子轴心速度项和进油压力边界条件进行有限化处理,得到了更符合实际工况的连续性油膜力数据库及计算模型,同有限元法对比分析了非线性油膜力数据库的适用性.结果表明,非线性油膜力数据库模型的精度较高,所建立的非线性油膜力计算模型可用于对转子系统瞬态运动进行简便和快捷的分析.

基于神经网络的机械磨损故障光谱定位诊断法
2004, 24(3):263-267.
[摘要](1136) [PDF 300KB](1483)
摘要:
在分析常用光谱定位诊断方法的基础上提出了基于神经网络的光谱定位诊断法;将机械摩擦副材质的元素含量作为神经网络输入,将材质所对应的部件作为神经网络输出,建立了相应的神经网络训练样本;通过整理训练样本和训练神经网络,利用神经网络超强的非线性映射能力和容错性实现了磨损故障部位诊断;通过算例分析验证了所提出的诊断方法的可行性和准确性.结果表明,所建立的方法简洁有效,并具有很高的诊断精度.

聚氨酯-Si3N4陶瓷复合材料浆体冲蚀磨损性能研究
2004, 24(3):268-271.
[摘要](1028) [PDF 312KB](1446)
摘要:
利用聚四氢呋哺醚二醇和甲苯二异氰酸酯反应得到预聚体,将预聚体同经过表面处理的Si3N4陶瓷粉末共混,利用模压硫化和常温硫化制得聚氨酯-Si3N4陶瓷复合材料;采用LJ-500型拉力试验机测定了所制备的聚氨酯-Si3N4复合材料的抗拉强度和断裂伸长率;采用MSH型冲蚀磨损试验机对比考察了聚氨酯、2Crl3钢、45^#钢及聚氨酯-Si3N4复合材料的抗冲蚀磨损性能;采用扫描电子显微镜观察了冲蚀磨损表面形貌,探讨了Si3N4陶瓷粉末增强聚氨酯弹性体的冲蚀磨损机理.结果表明:聚氨酯-Si3N4复合材料的抗冲蚀磨损性能显著优于2Crl3钢和45^#钢;当Si3N4粉末质量分数为5%~10%时,相应的聚氨酯-Si3N4复合材料的抗冲蚀磨损能力同聚氨酯弹性体相比提高80%以上;聚氨酯/Si3N4陶瓷粉末复合材料主要冲蚀磨损机制为Si3N4聚集体或附聚体的溃裂脱落.

硫系和磷系添加剂对菜籽油摩擦学性能的影响
2004, 24(3):272-275.
[摘要](1118) [PDF 297KB](1479)
摘要:
采用四球摩擦磨损试验机考察了硫系添加剂T321、磷系添加剂P120和T321-P120复配添加剂对菜籽油抗磨和极压性能的影响.结果表明:T321单剂、P120单剂和T321-P120复配添加剂均能够有效地提高菜籽油的抗磨和承载能力;T321-P120复配添加剂能够有效地改善菜籽油的减摩性能;T321和P120具有协同减摩、抗磨和极压作用,当二者的配比适当时,相应油样的综合摩擦学性能最佳.

汽车自动传动液减摩性能研究
2004, 24(3):276-279.
[摘要](1006) [PDF 219KB](1597)
摘要:
采用改进的Falex-Ⅰ型摩擦磨损试验机考察了几种添加剂对汽车传动液的减摩特性影响.结果表明:2.6-二叔丁基对甲酚对汽车自动传动液的减摩性能影响较小,防锈剂、极压抗磨剂、分散剂、抗腐剂及摩擦改进剂等添加剂对油品的减摩性能影响较大;某些摩擦改进剂可以改善汽车自动传动液的摩擦稳定性;汽车自动传动液的减摩特性主要取决于添加剂的平衡关系及添加剂在金属表面的作用.

Al2O3纤维及炭纤维增强ZL109混杂复合材料磨粒磨损行为
2004, 24(3):280-282.
[摘要](1118) [PDF 245KB](1589)
摘要:
利用挤压铸造法制备了Al2O3纤维及炭纤维增强ZL109混杂复合材料(Al2O3 Cf/ZL109),考察了该混杂复合材料的磨粒磨损行为.结果表明:就砂纸粒度对复合材料抗磨粒磨损性能的影响而言,存在砂纸粒度的临界区域;Al2O3纤维有利于提高混杂复合材料的抗磨粒磨损性能,而炭纤维不利于提高复合材料的抗磨粒磨损性能,其中(12%Al2O3f 4%Cf)/ZL109混杂复合材料的抗磨粒磨损性能最佳.

半导体芯片化学机械抛光过程中材料去除机理研究进展
2004, 24(3):283-287.
[摘要](1172) [PDF 254KB](1850)
摘要:
就国内外关于集成电路芯片化学机械抛光(CMP)材料去除机理研究的现状和进展进行了评述,总结了集成电路芯片常用介电材料二氧化硅以及导电互连材料钨、铝及铜的化学机械抛光研究现状和进展,进而分析了化学机械抛光过程中化学作用同机械作用的协同效应,指出关于芯片化学机械抛光的材料去除机理尚存在争议,因此有必要在CMP研究领域引入原子力显微镜和电化学显微镜等先进分析测试设备和相关技术,以便在深入揭示CMP过程中材料去除机理的基础上,为更好地控制CMP过程和提高CMP效率提供科学依据.

征稿简章
2004, 24(3):288-288.
[摘要](720) [PDF 0KB](166)
摘要:

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  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中科院兰州化学物理研究所
  • 编:薛群基
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