2006年26卷6期

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摩擦学学报第26卷(2006年第1~6期总第111~116期)总目次
2006, 26(6):I0001-I0009.
[摘要](836) [PDF 0KB](168)
摘要:
研究论文高载下单晶铜和单晶硅的径向纳动与损伤行为研究…………………………………………张静宜,钱林茂,周仲荣1(1)含纳米粒子溶液对单晶硅表面的冲蚀磨损损伤实验研究………………………………………………徐进,雒建斌1(7)制动速度对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能的影响…………………………………………肖鹏,熊翔,任芸芸1(12)煅烧石油焦及六方氮化硼对摩阻材料摩擦磨损性能的影响……………………………………………易戈文,阎逢元1(18)仿生非光滑表面铸铁材料的常温摩擦磨损性能……宋起飞,周宏,李跃,王磊,单宏宇,张志辉,任露泉1(24)聚…

血液润滑膜组分的动态变化规律研究
2006, 26(6):505-509.
[摘要](1016) [PDF 234KB](1662)
摘要:
建立了刚脆性血细胞模型,并从理论上定性分析了血液通过不同最小间隙后的变化规律.研制出针对径向滑动轴承变间隙血液组分测量装置,介绍了其结构及工作原理,即通过调整轴与轴承套间相对位置以改变最小间隙,测量不同转速及最小间隙条件下出口区血细胞的压积.结果表明,出口区血细胞的压积与最小间隙及转速有关.当最小间隙hmin〈2μm时,出口区为血浆;当2μm〈hmin〈8μm时,随着hmin增加,出口区血细胞的压积增大,且在低速条件下,随着转速增加,出口区血细胞的压积迅速增大,而在高速条件下,出口区血细胞的压积随着转速增加变化不明显;当hmin〉12μm时,出口区血细胞的压积基本不变.

类金刚石多层膜在不同环境下的摩擦磨损行为研究
2006, 26(6):510-514.
[摘要](1171) [PDF 1295KB](1273)
摘要:
采用等离子体辅助化学气相沉积法在单晶硅表面制备由硬/软亚层交替构成的类金刚石多层膜,通过调整工艺参数获得亚层厚度在25~1000nm之间的DLC多层膜,采用球-盘摩擦磨损试验机探讨了DLC多层膜在真空、氧气及干燥空气下的摩擦磨损行为.结果表明,在不同摩擦环境下,多层结构对DLC多层膜的摩擦系数影响较小,但对其磨损率影响较大.多层结构可以有效抑制DLC膜的磨损,特别是在氧气和干燥空气环境中,DLC多层膜的磨损率明显低于DLC单层膜.特定亚层厚度的DLC多层膜在不同摩擦环境中均具有稳定的耐磨性能,磨损率约在10^-8mm^3/Nm数量级.

溅射沉积WS2/Ag纳米复合薄膜在不同环境中的摩擦磨损性能研究
2006, 26(6):515-519.
[摘要](1123) [PDF 882KB](1894)
摘要:
利用直流磁控溅射方法在钛合金基底上制备W S2/Ag纳米复合薄膜,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及能谱仪对复合薄膜的表面形貌和组织结构进行分析,用球-盘式摩擦磨损试验机对复合薄膜在真空和潮湿空气环境中的摩擦磨损性能进行研究.结果表明:溅射沉积制备的W S2/Ag复合薄膜为非晶态结构,弥散分布于W S2基体中的晶态纳米Ag相提高了薄膜与基底的界面结合强度;与纯W S2薄膜相比,W S2/Ag纳米复合薄膜虽然在不同环境中的摩擦系数有所增加,但其在潮湿空气中的耐磨性能(磨损寿命)具有较大幅度的提高,且摩擦状态更稳定.

磁控溅射制备BCN薄膜纳米力学和摩擦磨损行为的研究
2006, 26(6):520-524.
[摘要](1101) [PDF 214KB](1567)
摘要:
利用直流磁控溅射技术制备三元BCN薄膜,通过改变N2/Ar流量比(0.0~0.3)得到不同含氮量的薄膜.采用X射线光电子能谱仪和傅立叶红外光谱仪分析薄膜的成分和结构,采用纳米压入仪分析薄膜的纳米力学性能和纳米摩擦磨损特性,分别采用连续刚度测量法和横向力测量法测试薄膜的硬度和划痕行为.结果表明:薄膜中氮含量随N2/Ar流量比增加而增大并趋于稳定;反应气体中的氮优先与硼结合生成B—N键,当N2/Ar流量比超过一定值后,部分氮与碳结合生成C=N键;薄膜的纳米硬度和弹性模量随薄膜中氮含量的增加而下降;BCN薄膜的划痕深度与薄膜的结构密切相关,而摩擦系数受薄膜结构的影响不明显;在相同载荷下薄膜的划痕深度随薄膜中氮含量增加而增大;对于同一试样,薄膜在未破裂之前摩擦系数基本保持在0.10左右,薄膜破裂后摩擦系数迅速增至0.46.

医用NiTi形状记忆合金表面类金刚石薄膜的生物摩擦磨损性能研究
2006, 26(6):525-529.
[摘要](1235) [PDF 842KB](1563)
摘要:
利用脉冲电弧离子镀在医用NiTi形状记忆合金基底上沉积无氢类金刚石(DLC)薄膜,采用Raman光谱分析薄膜的微观结构,在UMT-2MT型摩擦磨损试验机上考察了薄膜的体外生物摩擦磨损特性.结果表明:所制备的类金刚石碳薄膜为四面体非晶碳薄膜,具有典型的类金刚石结构特征;在干摩擦及0.9%NaCl溶液和Hank’s溶液润滑条件下,DLC薄膜显示出良好的抗磨减摩性能;在NiTi合金表面沉积DLC薄膜以提高其生物相容性是可行的。

含硫添加剂润滑下CrMoCu合金铸铁渗硫层的摩擦磨损性能研究
2006, 26(6):530-534.
[摘要](1047) [PDF 1121KB](2087)
摘要:
采用低温离子渗硫技术在CrMoCu合金铸铁表面形成厚度约5μm渗硫层,渗硫层表面分布均匀,其相组成主要为FeS.在液体石蜡及含硫添加剂液体石蜡润滑下,对未渗硫及渗硫表面进行摩擦磨损性能对比试验,并对其磨损表面形貌和成分进行分析.结果表明,在高速重载条件下,CrMoCu合金铸铁经表面渗硫后其摩擦系数明显降低,同时降低了材料的粘着倾向,提高了材料的抗擦伤性能,在渗硫层与含硫添加剂协同作用下生成钼的化合物、磷酸盐及硫化物等化学反应膜,使CrMoCu合金铸铁表面具有更加优良的减摩耐磨性能.

碳含量对腐蚀条件下低碳高合金钢冲击磨损性能的影响
2006, 26(6):535-540.
[摘要](1054) [PDF 1917KB](1651)
摘要:
在冲击、腐蚀磨损条件下,对不同碳含量的新型衬板用低碳高合金钢的磨损行为进行比较,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察分析合金组织、其亚表层金相组织及冲击腐蚀磨损表面形貌,对合金组织和在腐蚀环境下的冲击磨损机制进行探讨,结果表明:与含碳量为0.16%、0.25%的低碳高合金钢相比,碳含量为0.21%的低碳高合金钢在腐蚀环境下具有最佳的抗冲击磨损性能,其磨损机制以疲劳剥层为主.

基于BP神经网络的V9-Cr4-Mo3高速钢冷轧辊磨损模型
2006, 26(6):541-545.
[摘要](1067) [PDF 402KB](1515)
摘要:
利用自制轧辊模拟磨损试验机测试了6种不同碳含量的V9Cr4Mo3高速钢轧辊的磨损性能,利用BP神经网络建立了磨损量与碳含量和磨损时间的非线性关系模型.结果表明:良好训练的BP网络模型可以有效预测不同碳含量的V9Cr4Mo3高速钢轧辊的磨损性能.结果表明:碳含量约为2.58%时,高速钢基体组织主要为高硬度和高韧性的板条马氏体,可以有效抵御轧制过程中的疲劳和显微切削,耐磨性最佳;当碳含量过低时,高速钢基体为低硬度的铁素体,显微切削为轧辊的主要磨损机制,而碳含量过高时,其基体主要为韧性较差的片状马氏体,轧辊以疲劳磨损为主,二者均导致轧辊耐磨性下降.

室温离子液体介质中CdS纳米微粒的制备及其摩擦磨损行为研究
2006, 26(6):546-550.
[摘要](1200) [PDF 631KB](1690)
摘要:
合成了1-甲基-3-己基咪唑四氟硼酸盐离子液体,并以此为反应介质通过有机金属化合物热分解法制备出CdS纳米微粒,采用X射线粉末衍射仪和透射电子显微镜对CdS纳米微粒的结构和形貌进行表征,在四球摩擦磨损试验机上考察了含CdS纳米微粒离子液体的摩擦磨损行为.结果表明:所制备的CdS纳米微粒具有六方相结构,粒径均一,约为15nm;含CdS纳米微粒离子液体的减摩抗磨性能明显优于纯离子液体;CdS纳米微粒以滚动/滑动方式起到了减摩抗磨作用,同时可以加速离子液体中阴离子的分解,促进FeF2和FeF3的形成,使复合体系的减摩抗磨性能有所提高.

水解/接枝处理诺梅克斯纤维织物复合材料的摩擦磨损性能研究
2006, 26(6):551-555.
[摘要](1187) [PDF 1038KB](1617)
摘要:
采用水解/接枝处理制备出Nomex纤维织物复合材料,用红外光谱仪分析处理前后纤维织物的结构,在玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机上评价了水解/接枝处理Nomex纤维织物复合材料的常温和高温摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜观察Nomex纤维织物复合材料界面及其磨损表面形貌.结果表明:经过水解/接枝处理后,在Nomex纤维织物表面引入活性羧基基团,增加Nomex纤维织物的活性,使Nomex纤维织物与粘结树脂的结合力有所增加;水解/接枝处理前后Nomex纤维织物复合材料的磨损分为2个阶段,即严重磨损阶段和稳定磨损阶段,当载荷较低时,由严重磨损向稳定磨损的转化发生在摩擦前10min,当载荷较高时,复合材料一直停留于严重的磨损阶段,直到材料磨穿失效;水解/接枝处理明显提高了Nomex纤维织物复合材料的摩擦磨损性能和最大承载能力.

纤维取向对C/C复合材料滑动摩擦磨损特性的影响
2006, 26(6):556-560.
[摘要](1194) [PDF 796KB](1589)
摘要:
采用M-2000型摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下纤维取向对C/C复合材料与40Cr钢摩擦副摩擦磨损特性的影响.结果表明:随着载荷增加,纤维轴向与滑动方向一致(X方向)时的摩擦系数较垂直滑动方向/摩擦表面(Y/Z方向)时的变化幅度低,X方向试样基体炭的磨屑损耗快,磨损较大;Y/Z方向试样基体炭的磨屑移动能力低,易堆积成膜,但在高载荷下纤维易被剪切.对于全光滑层热解炭材料,随着载荷增加,其X方向的磨损体积损失在0.4266~0.997mm^3之间,Y方向的磨损体积损失在0.448~1.020mm^3之间,而Z方向的磨损体积损失在0.349~1.420mm^3之间;对于全树脂炭材料,X方向的磨损体积损失随载荷增加在0.429~1.134mm^3之M波动,而Y方向的磨损体积损失在0.237~0.981mm^3之间变化.

蒙脱土填充聚丙烯复合材料的摩擦磨损行为研究
2006, 26(6):561-565.
[摘要](1171) [PDF 639KB](2040)
摘要:
采用熔体插层法在双螺杆挤出机上制备出含不同质量分数的有机蒙脱土(OMMT)PP复合材料,对OMMT/PP复合材料的力学性能和摩擦磨损性能进行研究,利用扫描电子显微镜观察磨损表面性貌.结果表明:复合材料的硬度和拉伸强度随OMMT含量增加先增加后减小;Ⅴ型缺口冲击强度逐渐上升;摩擦系数和磨损率先降低而后升高;当OMMT质量分数为1.5%时,复合材料的硬度和拉伸强度最大,磨损率为PP的65%,摩擦系数降低8.5%;随着OMMT含量增加(0%~4%),复合材料的磨损形式主要为粘着磨损、磨粒磨损以及粘着磨损与磨粒磨损的混合形式.

Al2O3基陶瓷刀具材料摩擦磨损特性及其有限元分析
2006, 26(6):566-569.
[摘要](1134) [PDF 468KB](1566)
摘要:
以添加TiC、Ti(C,N)和SiCw 3种Al2O3基陶瓷刀具材料作为研究对象,在MRH-3型高速环-块摩擦磨损试验机上研究3种陶瓷刀具材料在相同试验条件下的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜对陶瓷的磨损表面进行观察,并利用ANSYS有限元软件分析计算磨损时的应力分布.结果表明,Al2O3基陶瓷刀具材料的摩擦磨损特性与其添加剂的种类有关,其抗磨性能由大到小顺序依次为Al2O3/SiCw〉Al2O3/Ti(C,N)〉Al2O3/TiC.Al2O3基陶瓷刀具的摩擦磨损性能与其硬度(H)、弹性模量(E)和断裂韧性(KIC)有关,磨损率W随E/H增加而增大,随KIC增加而减小.Al2O3/TiC陶瓷刀具材料的磨损机理以粘着磨损为主,Al2O3/Ti(C,N)和Al2O3/SiCw陶瓷刀具材料的磨损机理主要为磨粒磨损.

一维滑块的向列相液晶润滑分析
2006, 26(6):570-573.
[摘要](1193) [PDF 202KB](1646)
摘要:
基于一维向列相液晶的流动方程,研究了具有不同Leslie系数的5CB和MBBA向列相液晶在不同形状的平面滑块、指数型滑块以及双曲线型滑块中的润滑特性.结果表明:等效粘度、压力分布和载荷等在不同滑块润滑下均随向矢角度增加而增大;不同形状滑块的压力分布和载荷从小到大排列依次为平面滑块、指数型滑块和双曲线型滑块;可以通过向矢角度的变化控制摩擦系统的润滑性能.

陶瓷润滑油添加剂对镀铬缸套磨损自修复特性的影响
2006, 26(6):574-579.
[摘要](1061) [PDF 499KB](2341)
摘要:
将羟基硅酸铝类陶瓷润滑油添加剂长时间(26万公里)作用后的实际发动机缸套解体,通过原子力显微镜、纳米压痕仪、扫描电子显微镜、扫描俄歇微探针以及显微共焦拉曼光谱仪等对其摩擦表面进行分析,探讨了该添加剂的作用机理.结果表明:该陶瓷添加剂表现出明显的磨损自修复功能,可以很好地覆盖和修补缸套表面原有的裂纹,显著降低缸套表面的粗糙度,改善缸套的润滑性能;摩擦表面生成由富C层和过渡层组成、厚度250—450nm左右且分布不均匀的修复改性层,初步推测其中富C层为类金刚石结构;该陶瓷添加剂本身并不参与修复改性层的构建,但能够发挥关键而复杂的催化作用。

图像可视在线铁谱仪的实验研究
2006, 26(6):580-584.
[摘要](1161) [PDF 740KB](1643)
摘要:
研制出1种监测不透光润滑油中磨粒图像可视在线铁谱仪,介绍了其中关键零部件(混合磁铁和磨粒探测单元)的组成及其工作原理,并进行了性能试验研究.结果表明,所研制的图像可视在线铁谱仪具有采集不透光润滑油中尺寸大于10μm磨粒图像的功能,其稳定性、线性度和重复性较好,能够通过磨粒在线反映机器磨损的状态.

基于声发射监测的静载荷滑动轴承接触摩擦故障诊断的实验研究
2006, 26(6):585-589.
[摘要](1199) [PDF 231KB](1702)
摘要:
在利用振动信号诊断静载荷滑动轴承接触摩擦故障的基础上,利用声发射监测方法对静载荷滑动轴承接触摩擦故障进行诊断.研究表明,与振动信号相比,声发射信号的频率响应范围更宽,所包含的信息量更大,能较好地反映轴承的摩擦规律,故障特征明显,易于识别,参数稳定性较好,因而可以更有效地诊断静载荷滑动轴承接触摩擦故障.

纤维增强合成闸片摩擦磨损特性的试验研究
2006, 26(6):590-594.
[摘要](1216) [PDF 1007KB](1664)
摘要:
采用MM-1000型摩擦磨损试验机进行了纤维增强合成闸片和HZ408合成闸片与H300制动韫材料配副的制动摩擦试验,记录了制动过程中摩擦系数、磨损量与制动盘温度的变化情况,采用三维激光共焦扫描显微镜(CLSM)分析了磨损表面形貌.结果表明:制动初速度对纤维增强合成闸片的平均摩擦系数影响小于HZ408合成闸片,在高速制动工况下,纤维增强合成闸片的平均摩擦系数大于HZ408,耐磨性略低于HZ408合成闸片;在低速制动工况下,纤维增强合成闸片和HZ408合成闸片所引起的制动盘温升大致相同;在高速制动工况下前者引起的制动盘温升略高.

Sm2O3增强聚四氟乙烯/混杂纤维复合材料的摩擦磨损性能研究
2006, 26(6):595-598.
[摘要](1222) [PDF 484KB](1584)
摘要:
采用冷压烧结方法制备Sm2O3增强聚四氟乙烯/混杂纤维复合材料,用AG-1型电子万能试验机和MM-200型摩擦磨损试验机分别评价了Sm2O3增强聚四氟乙烯/混杂纤维复合材料的力学性能和摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜观察其磨损表面形貌.结果表明:添加少量Sm2O3可以提高炭纤维和玻璃纤维混杂填充PTFE复合材料的力学性能和摩擦磨损性能,尤其对改善减摩效果尤为显著;加入1%Sm2O3可以使PTFE/15%CF/10%GF复合材料的拉伸强度、弯曲强度和硬度分别提高9.0%、5.1%和49.1%,摩擦系数降低22%,磨痕宽度降低5.4%,得到性能较为优良的耐磨材料.这是由于Sm2O3起到了润滑及阻止纤维和基体磨损作用的缘故.

Schiff碱铜(Ⅱ)络合物和甘油-聚乙烯微胶囊改性超高分子量聚乙烯的磨损机理研究
2006, 26(6):599-602.
[摘要](1059) [PDF 629KB](1495)
摘要:
将所合成的乙二胺缩水杨醛Schiff碱铜(Ⅱ)络合物和甘油-聚乙烯微胶囊与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)共混制备出改性UHMWPE材料,利用销-盘式摩擦磨损试验机评价Schiff碱铜(Ⅱ)络合物和甘油.聚乙烯微胶囊改性UHMWPE/GCr15钢配副在高速干摩擦条件下的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜观察其磨损表面形貌,采用电子能谱仪分析磨损表面的主要元素组成并探讨其磨损机理.结果表明,由于其独特的自身选择性转移效应使得耐磨性提高,在高速干摩擦条件下没有严重的粘着磨损.

激光表面织构化改善摩擦学性能的研究进展
2006, 26(6):603-607.
[摘要](1397) [PDF 576KB](2697)
摘要:
介绍了激光表面织构化的过程及其摩擦学研究现状,讨论了激光表面织构的形状、直径、深度、取向和密度等结构参数对润滑状态及其磨损机理的影响,指出今后可将先进涂层技术和激光表面织构化结合起来,在混合/边界润滑状态下获得较低的摩擦系数,并应加强以润滑理论为基础的研究,预先模拟、计算出表面微结构的最佳参数以达到实际摩擦工况的润滑要求.

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