2004年24卷5期

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多壁碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料的摩擦磨损性能研究
2004, 24(5):387-391.
[摘要](1093) [PDF 372KB](1663)
摘要:
采用浇铸法,利用超声分散制备了多壁碳纳米管(MWNTs)/环氧树脂(EP)纳米复合材料,研究了MWNTs的添加量及分散程度对复合材料表面形貌和摩擦磨损性能的影响,并探讨了影响MWNTs/EP复合材料摩擦磨损性能的因素.结果表明:随着MWNTs加入量的提高(1%~4%),复合材料的摩擦系数和磨损率均呈现降低趋势,摩擦系数由0.60降到0.22,磨损率由1.11×10-4mg/(N·m)降为2.22×10-5mg/(N·m);在MWNTs添加量(1%)相同的情况下,MWNTs分散程度高的复合材料的摩擦性能更好.纯环氧树脂与45#钢对摩时发生粘着磨损和疲劳剥落,而由于MWNTs的增强和自润滑作用,MWNTs/EP复合材料的粘着磨损和疲劳剥落显著减轻.

含污染物油润滑条件下n-Al2O3/Ni复合电刷镀层的摩擦学性能研究
2004, 24(5):392-396.
[摘要](1017) [PDF 295KB](1435)
摘要:
采用电刷镀技术制备了n-Al2O3/Ni复合镀层,在T-11型球一盘式摩擦磨损试验机上对比考察了快速镍镀层及纳米复合刷镀层在含污染物油润滑条件下的摩擦学性能.结果表明,由于纳米颗粒的强化作用,n-Al2O3/Ni复合镀层的硬度及含污染物油润滑条件下的耐磨性比快速镍镀层分别提高了60%和30%,其磨损机理在低载下以磨粒磨损为主,在高载下以粘着磨损为主。

Cu/Ni-P多层膜的制备及其摩擦学性能研究
2004, 24(5):397-401.
[摘要](1078) [PDF 312KB](1506)
摘要:
用电沉积方法制备了软硬层交替的Cu/Ni-P多层膜,用原子力显微镜观察分析了多层膜的表面形貌,用X射线衍射仪测定了其相结构;采用动一静摩擦系数精密测量装置考察了多层膜的摩擦学性能和摩擦磨损机制;采用扫描电子显微镜观察分析了其磨损表面形貌.结果表明:Cu/Ni-P多层膜与钢球对摩时具有较好的抗磨减摩性能;在低载荷和低滑动速度下,多层膜的磨痕表面存在擦伤痕迹和较浅的犁沟;在高载荷下多层膜发生严重粘着磨损和剥落。

温度对10MW高温气冷堆用石墨摩擦性能的影响
2004, 24(5):402-405.
[摘要](1045) [PDF 310KB](1980)
摘要:
采用SRV标准摩擦磨损试验台研究了温度对10MW高温气冷堆用石墨IG-11在空气和氦气中的摩擦性能的影响.结果表明:在空气中,室温、100℃、200℃和300℃下石墨的摩擦系数相当,400℃下石墨的摩擦系数最小;在氦气中,室温时石墨的摩擦系数最大,而其它温度下的摩擦系数相对较小.其原因在于,石墨在较高温度下同空气发生氧化反应,在摩擦表面形成具有减摩作用的反应膜,从而使摩擦系数减小.在氦气中,摩擦系数的减小主要归因于石墨层间范德华力的减小。

纳米及微米颗粒改性玻璃纤维织物复合材料的摩擦磨损性能研究
2004, 24(5):406-410.
[摘要](1158) [PDF 407KB](1706)
摘要:
用玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机研究了纯玻璃纤维织物以及辐照聚四氟乙烯(PTFE)粉末、MoS2粉末、纳米TiO2和纳米CaCO3填充改性玻璃纤维织物复合材料的摩擦磨损性能;采用扫描电子显微镜观察分析了其磨损表面形貌.结果表明,辐照PTFE粉末和纳米TiO2可以明显提高玻璃纤维织物复合材料的减摩抗磨性能,且辐照PTFE粉末的减摩抗磨效果明显优于纳米TiO2;当PTFE的质量分数为10%时,PTFE改性玻璃纤维织物复合材料的综合摩擦磨损性能最好.MoS2和纳米CaCO3则使得玻璃纤维织物复合材料的摩擦系数和磨损率明显增大,其中纳米CaCO3填充玻璃纤维织物的摩擦磨损性能最差。

纳米GeSb2Te4薄膜在大气环境中的摩擦性能研究
2004, 24(5):411-414.
[摘要](1089) [PDF 197KB](1481)
摘要:
采用摩擦力显微镜考察了磁控溅射纳米GeSb2Te4薄膜在大气环境中的微观摩擦性能,利用JKRS理论分析了针尖同GeSb2Te4薄膜接触时的粘附力和表面能之间的关系.结果表明:当湿度较大时,粘附力较大;而当湿度较小时,粘附力较小;当针尖表面能一定时,粘附力的微小变化可以导致GeSb2Te4薄膜的表面能产生较明显变化;随着扫描范围逐渐减小,摩擦力变化趋于稳定;不同扫描速度下法向力和摩擦力保持较好线性关系,但不同扫描速度下的平均摩擦力随扫描速率变化而呈现非线性变化;为了更好地分析探针和样品表面的微观摩擦机制,宜选择扫描范围为0.1~0.5μm或更小.

磁控溅射和脉冲直流化学气相沉积Ti-Si-N薄膜摩擦磨损性能对比研究
2004, 24(5):415-419.
[摘要](1052) [PDF 355KB](1314)
摘要:
分别利用磁控溅射和脉冲直流化学气相沉积(PCVD)技术制备了Ti-Si-N薄膜,测定了2种Ti-Si-N薄膜的显微硬度,并采用球一盘式高温摩擦磨损试验机对比考察了其高温摩擦磨损性能.结果表明,当薄膜中Si含量(原子分数)约为10%时,2种薄膜的显微硬度达到最大值;2种Ti-Si-N薄膜的耐磨性能同其硬度之间不存在对应关系,其中采用PCVD方法制备的Ti-Si-N薄膜的高温抗磨性能较优;2种薄膜在高温下的摩擦系数均有所降低,这归因子高温下氧化膜的润滑作用。

二烷基二硫代磷酸锌添加剂对油润滑下填充聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响
2004, 24(5):420-424.
[摘要](974) [PDF 254KB](1608)
摘要:
利用MM-200型摩擦磨损试验机对比考察了聚四氟乙烯(PTFE)及其铜和镍填充复合材料在干摩擦以及液体石蜡和含商品添加剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的液体石蜡-润滑下同GCr15轴承钢对摩时摩擦磨损性能,采用能量色散X射线显微分析(EDXA)测定了钢环磨损表面S和Zn元素的面分布,进而探讨了ZDDP对液体石蜡减摩抗磨作用的影响.研究表明:液体石蜡及含2%ZDDP的液体石蜡润滑均可大幅度降低摩擦副的摩擦系数,同时可显著降低PTFE-30%Ni复合材料的磨痕宽度,但对PTFE-30%Cu复合材料抗磨性能的影响不大.ZDDP作为添加剂可以有效地提高液体石蜡的抗磨作用,但对其减摩作用几乎无影响;ZDDP作为添加剂在摩擦过程中未发生摩擦化学反应,而是以物理吸附或化学吸附的方式在摩擦副接触表面成膜,从而起到抗磨作用.

含纳米银有机流体的制备及其摩擦学性能研究
2004, 24(5):425-428.
[摘要](1036) [PDF 275KB](1452)
摘要:
采用溶剂萃取法将银离子转移到有机相并直接还原,制备了稳定的含纳米银有机流体;采用傅立叶红外光谱仪和透射电子显微镜等表征了有机流体中的纳米银微粒;采用MMW-1型立式摩擦磨损试验机考察了含纳米银液体石蜡的摩擦学性能.结果表明,萃取剂对纳米银微粒具有良好的表面修饰作用;纳米银微粒可以有效地改善液体石蜡的减摩抗磨性能;纳米银质量分数为0.1%的液体石蜡的减摩性能最佳;所采用的制备方法工艺简单,可望用于含纳米微粒的有机流体和润滑油的规模化制备。

均匀设计研究火焰喷涂尼龙1010涂层干摩擦磨损性能
2004, 24(5):429-432.
[摘要](1102) [PDF 251KB](1844)
摘要:
利用均匀试验设计方法考察了火焰喷涂尼龙1010涂层在干摩擦条件下同GCr15钢配副时的摩擦磨损性能;利用SPSS统计软件对试验结果进行了回归分析,建立了涂层摩擦系数和磨损质量损失同pv值相关性的数学模型;采用扫描电子显微镜分析了涂层磨损表面形貌,进而探讨了涂层的磨损机理.结果表明,所建立的回归模型可信、可行,具有显著性和统计意义;火焰喷涂尼龙1010涂层在不同试验条件下的摩擦磨损性能同pv值密切相关;这是由于尼龙1010涂层的粘弹性因摩擦表面温度不同而明显不同所致;当pv值较低时,涂层摩擦表面温度相对较低,涂层仅发生弹性变形,相应的摩擦系数较小;随着pv值的增加,涂层摩擦表面温度升高、破坏加剧,故摩擦系数和磨损质量损失增大;当pv值足够大时,涂层摩擦表面温度进一步升高,部分涂层发生熔融并形成润滑膜,相应的摩擦系数和磨损质量损失降低.涂层的主要磨损机理为塑性变形、疲劳磨损和粘着磨损。

摩擦力和摩擦振动的分形行为研究
2004, 24(5):433-437.
[摘要](1156) [PDF 330KB](1602)
摘要:
在不同的摩擦磨损试验机上提取了摩擦磨损过程中摩擦力和摩擦振动的时间序列信号,采用关联维数方法研究了摩擦力和摩擦振动的分形行为.结果表明:摩擦力和摩擦振动信号具有分形特征;随着摩擦磨损过程的进行,信号分形维数的变化出现规律性的递增或递减;对于“收敛”或磨合磨损过程,不同阶段摩擦信号的分形维数趋于增大;对于“发散”的摩擦磨损过程,不同阶段的摩擦信号的关联维数趋于减小.摩擦力和摩擦振动的分形维数的变化规律同摩擦磨损过程中表面形貌分形维数的变化规律相似。

铸造铝青铜合金Cu-14Al-4Fe-Mn的摩擦磨损性能
2004, 24(5):438-442.
[摘要](1115) [PDF 352KB](1664)
摘要:
用往复式摩擦磨损试验机考察了新型高强度、高耐磨性铸造铝青铜合金Cu-14Al-4Fe-Mn(代号HSWAB)的摩擦磨损性能,利用形貌扫描电子显微镜观察分析了合金磨损表面形貌,探讨了其磨损机理.结果表明,HSWAB合金在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能及磨损机理存在明显差异.在干摩擦条件下,合金中脱落的硬质点及氧化物等磨粒导致较为严重的磨粒磨损,摩擦系数高、磨损率大,主要磨损机理为磨粒磨损、粘着磨损、氧化磨损及疲劳磨损.在油润滑条件下,摩擦系数和磨损率均显著降低,疲劳磨损和氧化磨损受到抑制,主要磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损.Cu-14Al-4Fe-Mn合金在油润滑条件下的摩擦系数低达0.08,磨损率低达3.7×10-6g/m,是一种优良的耐磨材料.

纳米复合材料激光熔覆层组织及抗磨性能
2004, 24(5):443-447.
[摘要](1003) [PDF 369KB](1665)
摘要:
利用5kWCO2激光器,在Ni基高温合金表面制备了纳米Al2O3/钴基合金熔覆层,分析了熔覆层的组织结构及其抗磨性能.结果表明,当纳米Al2O3颗粒含量较低时,Al2O3颗粒能均匀分布于熔覆层中,从而形成纳米氧化物弥散强化的复合材料涂层;Al2O3颗粒在熔池中长大,尺寸为250-450nm;复合材料熔覆层的硬度随纳米Al2O3含量的增加而提高;当纳米Al2O3颗粒含适中时,熔覆层的抗磨性能较好;而当纳米Al2O3颗粒含量过高(3.0%)时,复合材料熔覆层的抗磨性能反而降低。

人股骨密质骨横断面的微动磨损特性研究
2004, 24(5):448-452.
[摘要](1061) [PDF 387KB](1559)
摘要:
采用配置外加体液恒温循环装置的高精密微动试验台研究了天然活性股骨密质骨/纯钛的微动磨损行为,探讨了不同位移幅值下摩擦系数随循环次数变化的规律.结果表明,在90N法向载荷下,随位移幅值增加,股骨密质骨的微动运行状态从部分滑移向完全滑移状态转变.当位移幅值较小时,接触表面变形处于弹性协调状态,损伤轻微.随着位移幅值的增加,接触表面变形逐步向弹、塑性变形以及严重塑性变形和粘着转变,微动损伤加剧.与此同时,密质骨试件微动磨痕深度随位移幅值的增加而增大,并同摩擦系数存在良好的对应关系.为了提高密质骨抵抗微动损伤的能力,有必要控制植入体/骨界面的微动幅度和降低摩擦系数.

碳黑填充超高分子量聚乙烯复合材料摩擦磨损性能研究
2004, 24(5):453-456.
[摘要](982) [PDF 346KB](1691)
摘要:
采用MM-200型摩擦磨损试验机考察了载荷及偶件表面粗糙度对碳黑填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料摩擦磨损性能的影响;利用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌并分析了其磨损机理.结果表明:同UHMWPE相比,碳黑填充UHMWPE的磨损质量损失随载荷增加而增大的幅度较小;偶件表面粗糙度对碳黑填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能影响较大,随着偶件表面粗糙度的增大,摩擦系数和复合材料的磨损质量损失均显著增大.UHMWPE及其碳黑填充复合材料在干摩擦条件下同45“钢及SiC喷涂层涂覆45“钢对摩时主要呈现犁削和塑性变形特征,犁削和塑性变形程度随载荷和偶件表面粗糙度增加而加剧。

烧结Fe3Al金属间化合物基摩擦材料的摩擦磨损性能研究
2004, 24(5):457-461.
[摘要](1027) [PDF 279KB](1335)
摘要:
采用热压烧结方法制备了不同成分的Fe3Al金属间化合物基摩擦材料,考察了其物相、力学性能、抗氧化性及干摩擦磨损性能.结果表明,Fe3Al金属间化合物基摩擦材料密度低、强度高、抗氧化性好、摩擦系数稳定、高温耐磨性好;其在不同摩擦阶段的磨损机制存在差异,主要磨损机制包括磨粒磨损、塑性变形、裂纹萌生与扩展、微区脆性剥落及氧化磨损等.

重晶石和铁矿粉对套管/钻杆摩擦副摩擦磨损性能的影响
2004, 24(5):462-466.
[摘要](922) [PDF 282KB](1749)
摘要:
利用MG-200型高温高速摩擦磨损试验机对比考察了钻井液中所含的重晶石和铁矿粉对套管和钻杆试件摩擦学性能的影响,并采用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面形貌,探讨了其磨损机理.结果表明,钻井液中的重晶石使得套管/钻杆磨损机理由严重塑性流动转变为磨粒磨损;而随着钻井液中铁矿粉含量的增大,磨损机理由磨粒磨损转变为粘着磨损和疲劳磨损;当铁矿粉含量较低时,采用较高的转速更有利于减小摩擦。

抽油杆和油管材料在油田污水介质中的摩擦磨损性能研究
2004, 24(5):467-470.
[摘要](990) [PDF 277KB](1723)
摘要:
以油田污水作为润滑介质,利用MG-200型高速高温摩擦磨损试验机考察了45“钢抽油杆同表面喷焊不同厚度耐磨涂层的J55油管配副时的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜观察了抽油杆试样磨损表面形貌.结果表明,在油管试样表面引入适当厚度的喷焊耐磨涂层可以显著提高摩擦副的耐磨性能,并在一定程度上降低摩擦系数,从而有利于减小抽油杆同油管之间的摩擦力,提高抽油杆和油管的使用寿命;45“钢抽油杆试样同J55油管试样配副时主要发生粘着磨损,而同表面涂覆耐磨涂层的J55油管试样配副时粘着磨损明显减轻;J55油管试样在常温和60℃下的磨损率相近,而45“钢抽油杆试样在60℃下的磨损率稍大,这可能是由于60℃下粘着磨损有所加剧并发生轻微腐蚀磨损所致.当耐磨涂层过厚时,其减摩抗磨作用显著减弱,故应当适当控制油管表面耐磨涂层的厚度,以充分发挥其减摩抗磨作用。

不同年龄段天然牙的摩擦磨损行为研究
2004, 24(5):471-475.
[摘要](1171) [PDF 396KB](1560)
摘要:
采用往复滑动摩擦磨损试验台考察了不同年龄段的天然牙同钛合金配副时的摩擦学性能.结果表明:天然牙的摩擦磨损行为同年龄密切相关,早期和中期恒牙的摩擦磨损行为相似,磨损表面主要呈现轻微擦伤迹象,中期恒牙的抗磨性能最佳;乳牙及晚期恒牙的摩擦系数变化波动较大,抗磨性能不佳,磨损表面主要呈现严重犁削和剥落特征.

硬盘润滑剂性能及其对磁记录系统动力学特性的影响研究进展
2004, 24(5):476-482.
[摘要](1096) [PDF 391KB](2248)
摘要:
就磁记录硬盘润滑剂的种类、分子结构及其物理化学性质进行了总结,阐述了磁盘表面润滑剂的设计准则、键合机理、分散特性、降解机理、摩擦磨损特性及添加剂的作用,同时分析了润滑剂对磁记录硬盘动力学特性的影响,并就硬盘润滑技术的研究和发展方向提出了建议。

重要通知
2004, 24(5):482-482.
[摘要](785) [PDF 0KB](137)
摘要:

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