2005年25卷5期

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纳米Cu在聚乙二醇溶液中的摩擦磨损性能研究
2005, 25(5):385-389.
[摘要](1090) [PDF 726KB](1830)
摘要:
采用原位合成法以聚乙二醇400作为反应介质,以氢氧化钠和氨基配体作为分散剂,用乙二醇还原六水合乙酸铜制备出纳米Cu粉和纳米Cu聚乙二醇溶液,用X射线衍射仪和透射电子显微镜表征其结构,在四球摩擦磨损试验机上评价了含不同质量分数纳米铜粉的聚乙二醇溶液的摩擦磨损性能,并与分散剂进行对比.结果表明:所制备的纳米铜粒径约5 nm且分布均匀;纳米Cu粉可以显著提高聚乙二醇的抗磨和减摩性能.这是由于纳米铜在钢球磨斑表面形成了铜沉积膜和微量的一价氧化铜.

表面修饰SiO2纳米微粒对锂基脂抗磨性能影响的研究
2005, 25(5):390-393.
[摘要](1309) [PDF 566KB](1595)
摘要:
合成了表面修饰SiO2纳米微粒,利用四球摩擦磨损试验机考察了SiO2纳米微粒作为锂基脂添加剂的摩擦磨损行为,用扫描电子显微镜、能量色散谱仪和X射线光电子能谱仪对钢球磨损表面进行了分析.结果表明:SiO2纳米微粒作为锂基脂添加剂具有良好的抗磨损性能,能够显著提高锂基脂的失效载荷.这是由于在摩擦过程中,SiO2纳米微粒富集在磨损表面并形成边界润滑膜,对磨损表面起到修复作用,从而使得锂基脂的抗磨和承载能力明显提高.

碳纳米管作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能研究
2005, 25(5):394-397.
[摘要](977) [PDF 646KB](1484)
摘要:
采用催化裂解法制备了多壁碳纳米管,在M-200型摩擦磨损试验机上考察了碳纳米管作为长城SE级15W/30汽油机油添加剂的摩擦磨损性能,采用表面形貌仪测量其磨斑轮廓并计算磨损体积损失,用扫描电子显微镜对磨斑表面形貌进行观察分析. 结果表明: 碳纳米管作为润滑油添加剂表现出优良的抗磨性能,在质量分数仅为0.0125%~0.1000%时,润滑油的抗磨性能显著提高;在质量分数约为0.0500%时其抗磨效果最佳,磨损率降低幅值达57%;在较高载荷下,添加0.0250%的碳纳米管能够使其摩擦系数减小约15%,但随着碳纳米管质量分数的增加,摩擦系数迅速提高;含碳纳米管润滑油的磨斑表面平整,划痕较细且分布均匀.

新型O-N型三嗪衍生物与磷酸三甲酚酯在菜籽油中的摩擦磨损复合效应研究
2005, 25(5):398-402.
[摘要](1116) [PDF 479KB](1784)
摘要:
合成了一种新型无磷三正辛氧基取代三嗪衍生物(TONT),利用四球摩擦磨损试验机考察了单剂TONT、磷酸三甲酚酯(TCP)以及含不同质量分数的TONT和TCP的复合添加剂在菜籽油中的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪观察分析了磨损表面形貌和元素化学形态.结果表明:所考察的添加剂均能够提高基础油的承载能力;在一定的条件下,单剂TONT和TCP能够有效地提高基础油的减摩和抗磨性能;TONT/TCP复配剂在基础油中表现出良好的抗磨和减摩效应,其在摩擦过程中发生物理、化学吸附的同时,与金属表面发生摩擦化学反应,生成无机盐和有机氮及含氮金属配合物,从而起到减摩抗磨作用.

可生物降解二聚酸酯类的合成及其摩擦磨损性能研究
2005, 25(5):403-407.
[摘要](935) [PDF 298KB](1514)
摘要:
以二聚酸和不同链长的醇为原料,合成了一系列二聚酸酯并对其结构进行表征;考查了其流变学性能以及摩擦磨损性能和抗磨剂在二聚酸二异辛酯为基础油中的摩擦感受性,并对其磨损表面主要元素进行分析;按照DIN-51828-1,2标准对各种试样进行生物降解性测试.结果表明:所合成的二聚酸系列酯的粘温性能良好,醇基烷链越长,二聚酸酯的粘度越高,倾点越低,尤其是异构体的倾点更低;醇基烷链越长,二聚酸酯的抗磨性越优良,承载能力越强;链长相同的二聚酸酯的承载能力和抗磨性随分子支链化(异构化)程度增加略有增加;所合成的二聚酸二异辛酯具有最佳综合性能,其流变学性能和摩擦磨损性能优于季戊四醇酯,是一种性能优良的基础油,并可以生物降解.

硫化菜籽油润滑添加剂的摩擦磨损性能研究
2005, 25(5):408-411.
[摘要](1047) [PDF 281KB](1398)
摘要:
在菜籽油分子中引入硫,合成了一种新型环境友好润滑添加剂(SRO),并利用红外光谱仪对其主要官能团进行表征,通过四球摩擦磨损试验机考察SRO在菜籽油中的抗磨与极压性能,用X射线光电子能谱仪对其磨痕表面元素进行分析,探讨其极压抗磨作用机理.结果表明:硫化菜籽油润滑添加剂在菜籽油中具有优良的极压和抗磨减摩性能;其润滑作用机理为长链菜籽油分子的载体作用、硫的高反应活性以及二者协同作用,在摩擦金属表面形成高强度吸附膜和摩擦化学反应膜.

采用两种喷涂技术制备铁基合金涂层的摩擦磨损特性研究
2005, 25(5):412-415.
[摘要](1091) [PDF 762KB](1640)
摘要:
利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术和等离子喷涂(ASP)技术,分别在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了铁基非晶合金涂层和铁基非晶纳米晶涂层,研究了2种涂层在室温下的摩擦磨损特性,并探讨其磨损机理.结果表明,2种热喷涂涂层中以等离子喷涂工艺制备的铁基非晶纳米晶涂层的耐磨性较好,其主要原因是等离子喷涂涂层具有高硬度的同时在涂层中弥散分布着纳米晶颗粒,两者共同增强了涂层的耐磨性能.采用等离子喷涂技术制备的涂层的磨损机制主要为磨粒磨损,而超音速火焰喷涂技术制备的涂层的磨损机理为粘着磨损和疲劳磨损的综合作用,其中以疲劳磨损为主.

火焰喷涂聚苯硫醚(PPS)复合涂层在水环境中的摩擦磨损性能研究
2005, 25(5):416-420.
[摘要](1093) [PDF 618KB](1688)
摘要:
利用火焰喷涂技术在45#钢表面制备了炭纤维增强聚苯硫醚复合涂层并研究了其结构和力学性能,采用MM-200型摩擦磨损试验机对比考察了复合涂层同不锈钢对摩时在干摩擦与水环境中的摩擦磨损性能,并对涂层及偶件磨损表面形貌进行观察分析,采用X射线光电子能谱仪分析了偶件磨损表面典型元素的化学状态,探讨了涂层在水环境中的抗磨机理.结果表明:用火焰喷涂工艺制备聚苯硫醚复合涂层的过程中,聚苯硫醚粉末未发生明显降解与氧化;炭纤维含量影响复合涂层的粗糙度、显微硬度及与底材的结合强度;在水环境中炭纤维增强聚苯硫醚涂层表现出比聚苯硫醚涂层更优良的抗磨性能,这是由于水的冷却与冲刷作用使得复合涂层向偶件磨损表面的粘着转移明显减轻的缘故.

用侧向力显微镜对不同非晶态GeSbTe薄膜的摩擦性能研究
2005, 25(5):421-425.
[摘要](1227) [PDF 584KB](1415)
摘要:
采用侧向力显微镜研究了磁控溅射方法制备的GeSbTe薄膜在大气环境中的纳米级摩擦性能,考虑了相对湿度、扫描速度及表面粗糙度对其摩擦性能的影响,对比不同成分的GeSbTe薄膜的摩擦特性.结果表明:在相对湿度较大时,扫描速度对针尖和GeSbTe薄膜之间的摩擦力影响很大;在其它条件相同、外加载荷较大时,同一载荷下的摩擦力与表面粗糙度呈线性关系,但在外加载荷较小的情况下,二者呈现非线性变化规律;相对湿度对Ge2Sb2Te5薄膜和针尖的粘附力影响较GeSb2Te4薄膜弱,且粘附力使得摩擦系数减小;在同一相对湿度下,由于薄膜成分的变化导致硬度不同,其对薄膜的摩擦性能也有一定影响.

相对湿度对类金刚石薄膜摩擦磨损性能的影响
2005, 25(5):426-430.
[摘要](992) [PDF 665KB](1597)
摘要:
利用等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅表面制备了含氢类金刚石薄膜,在球-盘摩擦磨损试验机上考察了相对湿度对薄膜摩擦磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪观察和分析其磨损表面形貌和化学状态的变化情况.结果表明,随着相对湿度增加,DLC薄膜的摩擦系数和磨损率增加.这主要是由于薄膜表面氧化作用所致.

磨料对铜化学机械抛光过程的影响研究
2005, 25(5):431-435.
[摘要](1071) [PDF 698KB](1597)
摘要:
利用CP-4型抛光试验机对直径为50.8 mm、表面沉积厚530 nm的铜硅片(表面粗糙度Ra为1.42 nm)进行化学机械抛光(CMP)试验,评价了CMP过程中不同磨料作用下的摩擦系数和材料去除率;利用ZYGO表面形貌分析系统测试含不同磨料抛光液抛光后的硅片表面粗糙度;采用扫描电子显微镜分析CMP后的铜硅片表面损伤形貌.结果表明,磨料的浓度和粒径直接影响CMP过程的摩擦系数:采用5%粒径25 nm硅溶胶为抛光液时的摩擦系数低于超纯水抛光时的摩擦系数;当磨料的添加量和粒度增加时摩擦系数增大.在相同试验条件下,采用10%粒径25 nm硅溶胶抛光材料的去除率为50.7 nm/min;粒径为1μm白刚玉磨料的抛光材料去除率为246.3 nm/min;单纯磨料使铜硅片表面变得粗糙,即用10%粒径25 nm硅溶胶抛光后的表面粗糙度仍大于原始表面(Ra值达3.43 nm);在单纯磨料或超纯水为抛光液抛光下铜硅片表面出现划伤.

加工Al2O3f+Cf/ZL109混杂增强复合材料的刀具磨损性能研究
2005, 25(5):436-440.
[摘要](1057) [PDF 673KB](1354)
摘要:
利用挤压铸造法制备了炭短纤维(Cf)和Al2O3f短纤维增强以及混杂增强ZL109复合材料,研究了切削加工Al2O3f Cf/ZL109混杂复合材料过程中,Cf短纤维和Al2O3f短纤维含量以及切削速度对刀具磨损性能的影响.结果表明,刀具后刀面的磨损量随着纤维含量的增加而增加,Al2O3f短纤维对刀具磨损性能的影响程度大于Cf短纤维;2种短纤维混杂增强较单一Cf或Al2O3f增强时刀具后刀面的磨损将进一步加剧,但2种纤维对刀具磨损的交互作用并不显著;随着切削速度的增加,刀具后刀面的磨损量明显增大.高硬度PCD刀具和CBN刀具适用于加工Al2O3f Cf/ZL109混杂复合材料.

二硫化钼改性热塑性聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能研究
2005, 25(5):441-445.
[摘要](1094) [PDF 834KB](1966)
摘要:
采用热压成型工艺制备MoS2 填充热塑性聚酰亚胺复合材料,测定了其弯曲强度和压缩强度,采用MPX-2000型摩擦磨损试验机评价MoS2 填充热塑性聚酰亚胺复合材料在干摩擦和水润滑2种工况下的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜观察和分析材料磨损表面形貌和元素分布.结果表明:与聚酰亚胺树脂相比,加入MoS2后复合材料的弯曲强度和压缩强度有所降低,随着MoS2含量增加,材料的弯曲强度和压缩强度趋于稳定;在干摩擦条件下,MoS2逐步在磨损表面富集,相应的摩擦系数有所降低;MoS2含量为10%时磨损表面仅出现局部熔融,磨损率最低,当MoS2含量为20%时磨损表面出现深度熔融,磨损率较大;在水润滑条件下,MoS2仍起到良好的润滑作用,摩损率较干摩擦条件下降低1个数量级,表现出疲劳磨损特征.

烷基化芳胺润滑添加剂抗氧抗腐蚀机理的密度泛函理论研究
2005, 25(5):446-450.
[摘要](1044) [PDF 209KB](1299)
摘要:
采用量子化学的密度泛函理论计算了8种烷基化芳胺抗氧抗腐蚀添加剂与烷氧自由基(C6H13O·)的结合能以及与铁原子簇的化学吸附作用能,探讨了化合物的结构特征、作用机理、授受电子的性质和取代基效应.结果表明:这些添加剂的HOMO均为带有杂原子的孤对电子的π-分子轨道,HOMO可以与金属原子的LUMO发生相互作用,HOMO的电子转移到金属原子的LUMO上形成配位键和稳定的吸附态;添加剂的LUMO均为苯环的π-共轭体系组成,可与RO·的SOMO相互作用,LUMO接受RO·的电子生成稳定的加成产物,添加剂具有授受电子性质;烷基化芳胺添加剂抗氧抗腐蚀性能与取代基的供电子效应或共轭效应有关,当供电子效应强时可以增加添加剂与RO·的结合能以及与铁原子簇的化学吸附作用能.依据计算结果可以推测8种化合物的抗氧抗腐性能由高到低顺序为:化合物Ⅰ>Ⅵ>Ⅷ>Ⅶ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ,计算结果与实验结果一致.

磁头/磁盘滑动接触下磁盘温度及热退磁临界条件的研究
2005, 25(5):451-455.
[摘要](1148) [PDF 222KB](1656)
摘要:
采用二维轴对称有限元模型计算磁头/磁盘滑动接触下,铝质磁盘的稳态温度和热应力场以及热退磁临界条件.结果表明:磁盘温度在极短时间内升至摩擦稳态值,然后缓慢线性升高到最终稳态值;经过充分热传导和热交换后磁盘的温度梯度较小,此时磁层内的热应力集中分布于磁盘固定端边缘附近;磁盘的稳态温度和热应力均随速度增大而增大,且载荷越大其值增大越快;热应力小于1.2 GPa时所对应的速度和载荷为安全工况;温升大于373 K时所对应的工况将导致磁盘退磁.

圆锥滚子的等温弹流润滑数值分析
2005, 25(5):456-460.
[摘要](1155) [PDF 636KB](1253)
摘要:
通过数值求解研究了圆台与平面之间的等温弹流润滑问题,分析了两固体所形成的弹流润滑区内压力和膜厚分布曲面,并且讨论了端部修形对接触区内压力和膜厚的影响.结果表明:由于圆锥滚子几何形状的特点,导致接触区内压力和膜厚的分布曲面出现斜度;圆锥滚子的端部修形可以降低端部高压,增加端部油膜厚度.

水基涂料性质对涂布纸表面摩擦性能影响的研究
2005, 25(5):461-465.
[摘要](888) [PDF 610KB](1831)
摘要:
采用GFJ04A型高速分散机制备出水基涂料,探讨了水基涂料的组分对涂布纸表面摩擦性能的影响,并探讨其磨损机理.结果表明:在瓷土和沉淀碳酸钙混合的涂料配方中,沉淀碳酸钙含量较高时涂布纸的静态和动态摩擦系数较高,而采用压光可以降低涂布纸表面的摩擦系数;在瓷土、沉淀碳酸钙和重质碳酸钙混合的颜料配方中,重质碳酸钙含量从0%~20%时,涂层表面的摩擦系数增大,但继续增加其含量时摩擦系数有所降低;羧基丁苯胶乳含量从6%~10%时,涂层表面的摩擦系数逐渐降低,当其含量超过10%后静态摩擦系数反而增大,当羧基丁苯胶乳含量为18%时摩擦系数达到最大值;润滑剂可以降低涂层表面的摩擦系数,其中聚乙烯蜡乳液和氧化聚乙烯乳液的减摩效果最佳.

自动取款机摩擦学系统在沙尘环境中的磨损特性研究
2005, 25(5):466-469.
[摘要](1318) [PDF 754KB](1403)
摘要:
模拟塔克拉玛干沙漠的沙尘环境,对(ATM)自动取款机摩擦学系统进行了磨损试验,分析了聚酰亚胺(PI)和聚萘二甲酸乙二酯(PEN)高聚物薄带在3种载荷以及有无纸币基体情况下的沙尘磨损性能和机理.结果表明:PI薄带的抗沙尘磨损能力较PEN薄带强;纸币基体可以改善PEN薄带的抗沙尘磨损能力;PI薄带的磨损机理表现为剧烈的刨削磨损,PEN薄带则表现为微犁沟和疲劳剥落.

几种水机常用金属材料的冲蚀磨损性能研究
2005, 25(5):470-474.
[摘要](1138) [PDF 893KB](1697)
摘要:
研究了在水力机械中普遍应用的铸铁(HT200)、中碳结构铸钢(40#)、不锈钢(1Cr18Ni9Ti)和高铬铸铁(KmTBCr26)4种材料的冲蚀磨损规律,得出了材料的冲蚀磨损率随磨损时间、冲蚀速度、磨粒浓度和粒径变化的规律,同时根据观察材料冲蚀磨损表面形貌探讨了其冲蚀磨损机理.结果表明:材料的冲蚀磨损性能受到材料基本机械性能的控制,其中高硬度材料的抗冲蚀性能较好,在相同试验条件下其磨损率由大到小排列顺序为HT200>40#>1Cr18Ni9Ti>KmTBCr26;4种材料的冲蚀磨损率随磨粒粒径、浆料浓度和磨粒冲击速度的变化规律基本一致,当磨粒粒径小于425 μm时,磨粒粒径对KmTBCr26和1Cr18Ni9Ti的磨损率影响很小;金属材料的组织结构对材料的冲蚀磨损性能和机理影响较大,其中KmTBCr26和1Cr18Ni9Ti的冲蚀磨损机理以脆性断裂、破裂及颗粒脱落为主,而HT200和40#的冲蚀磨损机理以选择性切削式冲蚀磨损为主.

车轮钢滚动剥离摩擦磨损特性研究
2005, 25(5):475-479.
[摘要](1009) [PDF 1109KB](1982)
摘要:
在NENE-2型摩擦磨损试验机上利用往复滚动试验装置研究了不同滚滑状态下车轮钢的剥离摩擦磨损特性和碳含量对车轮钢滚动剥离磨损性能的影响.结果表明:在不同滚滑状态下摩擦副之间的摩擦力不同,平面试样的表面磨痕形貌随着不同的切向摩擦力而明显不同,随着切向摩擦力的增大滚动磨损机制亦发生改变,剥离磨损加剧且磨损深度变大,当相对滑动量增大到一定程度后,磨损表现为明显的剥层机制;碳含量对车轮钢的滚动磨损表面磨痕形貌影响显著,碳含量低时磨痕以犁沟为主,碳含量高时剥离磨损发生的概率增加.

基于惯性-摩擦驱动的球基微驱动器逆转现象分析
2005, 25(5):480-483.
[摘要](880) [PDF 597KB](1383)
摘要:
在压电陶瓷等效电学模型的基础上,结合外加驱动信号波形分析了基于惯性-摩擦驱动的球基微驱动器在工作过程中金属球产生逆转现象的原因,建立了金属球的转速及位移模型,采用快速放电回路和加速压电陶瓷放电的方法减小金属球的逆转位移及振动;利用压电陶瓷管作为微驱动元件,设计了基于惯性-摩擦驱动的球基微驱动器,并采用不同频率的三角波信号对所设计微驱动器进行试验测试.结果表明:驱动信号频率越高,微驱动器的振动现象越明显;当驱动信号频率接近、等于或大于微驱动元件(压电陶瓷管)的固有放电周期时,金属球出现无规律运动,导致微驱动器失效;根据1 Hz低频信号时的试验结果与计算所得结果基本吻合,证明了所建立的逆转理论模型的合理性.

在加载电流作用下Cr对Cu-Ag合金磨损性能的影响
2005, 25(5):484-488.
[摘要](1116) [PDF 675KB](1522)
摘要:
通过电滑动磨损试验、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析等方法,研究了在加载电流作用下微量Cr对4种不同成分Cu-Ag-Cr合金磨损性能的影响,探讨其电磨损机理.结果表明:Cu-Ag合金的磨损率随着Cr含量增加而减小;不同成分合金的磨损率均随着电流和滑动距离增大而逐渐增大;由于加入微量Cr在合金中形成弥散细小的析出相,在相同试验条件下,添加Cr的合金磨损性能明显优于Cu-Ag合金;合金的磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损和电侵蚀磨损.

微机电系统磨损特性研究进展
2005, 25(5):489-494.
[摘要](1160) [PDF 489KB](1634)
摘要:
对微机电系统,尤其是微旋转机械的磨损研究现状进行评述,介绍MEMS及微旋转机械中的各种磨损问题,分析材料和不同工况(表面粗糙度、环境以及载荷)等条件对MEMS及微旋转机械磨损性能的影响,介绍不同形式的磨损模型、分析方法与检测仪器,并对相关领域的研究进展进行展望.

《摩擦学学报》近10年来发表论文和引文的定量分析
2005, 25(5):495-497.
[摘要](1137) [PDF 179KB](1180)
摘要:
<摩擦学学报>创刊20多年来一直以其专业研究的权威性、学术信息的新颖性及研究成果的科学性而在材料科学、机械科学与工程、化学及物理学等多学科交叉领域享有盛誉.尤其是进入20世纪90年代以来,作为全国范围内具有重要代表性的摩擦学综合学术刊物刊载了大量摩擦学设计、摩擦力学、摩擦化学、摩擦学材料等专业领域具有较高学术水平和创造性的研究报告和学术论文.其作为我国摩擦学工作者的最高学术论坛,体现了我国摩擦学研究的最高水平,为首批入选美国工程信息核心期刊的中文科技期刊,是美国<工程索引>(EI)等国际权威文献检索系统收录的中国科技期刊,并于2004年连续第三届荣获全国"百种杰出学术期刊"称号,在国内外摩擦学界均具有重要的学术影响力.鉴于此,我们对<摩擦学学报>近10年来所发表论文和引文进行总结,并对有关数据进行定量分析,以期对我国摩擦学学科建设和摩擦学研究提供参考.

征稿简章
2005, 25(5):498-498.
[摘要](695) [PDF 0KB](173)
摘要:

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