2014年34卷2期

显示方式:          |     

GO增强UHMWPE在透明质酸钠润滑介质下的摩擦学性能研究
安应飞, 裴金莹, 阎兴斌, 刘斌, 邰志新
2014, 34(2):113-119.
[摘要](1333) [PDF 1344KB](2047)
摘要:
采用UMT-3MT往复式滑动摩擦磨损试验机,研究在透明质酸钠(SHA)润滑介质下,氧化石墨烯(GO)对基体材料超高分子量聚乙烯(UHMWPE)摩擦学性能的影响.利用高分辨扫描电子显微镜(HR-SEM)和Micro-XAM非接触式3D表面轮廓仪观察试样表面磨痕形貌并计算其磨损率.结果表明:在SHA润滑介质下,无机填料GO的添加显著降低UHMWPE基复合材料的磨损率,但是,GO的添加对复合材料稳态摩擦系数和残留在SHA润滑介质中的磨粒特征无明显影响.无机填料GO的添加增强了UHMWPE在SHA润滑介质下的耐磨性能.

堆焊熔敷层表面纳米晶层摩擦磨损性能研究
巴德玛, 孟凡军, 孙晓峰, 邱骥
2014, 34(2):120-126.
[摘要](1149) [PDF 1312KB](1450)
摘要:
用预压力滚压技术在堆焊修复层表面制备纳米晶层.利用TEM、SEM分析技术研究表面纳米晶层微观结构,利用CETR-3型多功能摩擦磨损试验机考察在干摩擦条件下堆焊层表面纳米晶层的摩擦磨损性能.结果表明堆焊修复层表面经表面纳米化处理后,表面形成厚度约为10 μm(晶粒尺寸小于100 nm)的纳米晶层,最表面层平均晶粒尺寸约为10 nm.纳米压痕试验表明纳米晶层的硬度提高,最表面纳米晶层的硬度约为原始堆焊层硬度的3倍.与原始堆焊试样相比,表面纳米化试样的摩擦系数降低了10%,磨损体积降低了25%~30%左右.表面纳米化样品的磨损机制由原始堆焊层的磨粒磨损和黏着磨损转变为磨粒磨损,分析表明晶粒细化导致的高硬度、低塑性是摩擦磨损性能改善和磨损机制改变的主要原因.

竹纤维增强制动摩阻材料摩擦学性能研究
何福善, 高诚辉, 林有希, 郑开魁, 叶绍炎
2014, 34(2):127-132.
[摘要](1093) [PDF 925KB](1594)
摘要:
采用竹纤维为增强相制备新型无石棉树脂基复合摩擦材料.通过热失重分析、定速摩擦试验及磨损表面形貌观察等手段探讨竹纤维的含量对材料在不同温度下摩擦学性能的影响.试验结果表明:在树脂基摩阻材料中加入适量竹纤维能改善材料摩擦磨损性能,并具有一定的减震降噪的效果,但在超过其热解温度时会造成竹纤维的碳化、挥发,对基体增强失效;竹纤维质量百分数为13%时试样能获得较稳定的摩擦系数及较低的磨损率;竹纤维含量过多会造成摩阻材料制备工艺性变差,且高温下大量竹纤维碳化剥落会破坏摩擦表面膜的连续性,使摩阻性能显著下降.

Fe-Si-Cr-Al四元系Fe3Si基合金在水润滑条件下的摩擦学性能
贾建刚, 吕晋军, 马勤
2014, 34(2):133-139.
[摘要](1283) [PDF 1102KB](1869)
摘要:
利用Optimal SRV摩擦磨损试验机考察了Fe65Si25Cr5Al5、Fe70Si20Cr5Al5、Fe75Si15Cr5Al5和Fe80Si10Cr5Al5等几种Fe-Si-Cr-Al四元系Fe3Si与Si3N4配副时在水润滑条件下摩擦学性能.结果表明:Fe65Si25Cr5Al5和Fe70Si20Cr5Al5的磨损率低于纯Fe3Si和AISI 304不锈钢,同样,与这两种材料配副的Si3N4对偶材料磨损率也相对较低;Fe75Si15Cr5Al5和Fe80Si10Cr5Al5的磨损率则高于Fe3Si和AISI 304不锈钢.Fe70Si20Cr5Al5中Cr元素的化学活性高于其中Al元素的化学活性,材料表面富集的Cr2O3有效阻碍了Si3N4与水的摩擦化学反应,从而使Fe70Si20Cr5Al5在水环境中的摩擦学性能Fe3Si显著提高,在载荷分别为30、50、70和90 N条件下,Fe70Si20Cr5Al5比Fe3Si的磨损率分别降低了15.5%、20.2%、31.8%和38.2%;对偶材料Si3N4的磨损率则分别降低了67.9%、36.9%、46.6%和50.6%.

聚合物/金属摩擦界面迁移过程的数值模拟
解挺, 杨华平, 周正华, 杨婷婷
2014, 34(2):140-145.
[摘要](1277) [PDF 1003KB](1589)
摘要:
聚合物材料在与金属对偶件滑动接触时,会在摩擦界面上发生界面迁移,导致在金属对偶件表面形成一层转移膜.转移膜的存在能够有效地降低聚合物材料的磨损.本文基于离散单元法,利用二维颗粒流程序(PFC2D),对PTFE/45钢界面迁移过程进行数值模拟分析.模拟结果表明:PTFE与45钢组成摩擦副时,会在45钢表面形成一层转移颗粒层.一开始转移颗粒数逐渐增大,一段时间后随着转移颗粒层的形成与完整,转移颗粒数趋于一个定值且保持动态平衡,磨损颗粒增加速率显著下降,并维持在一个稳定的值.

Fe3Al/WS2复合材料的真空摩擦学性能研究
李斐, 甄乾, 张兴华, 马吉强, 徐建林, 杨军
2014, 34(2):146-152.
[摘要](1114) [PDF 1321KB](1884)
摘要:
采用热压烧结的方法制备了添加WS2质量百分数为10%、20%和30%的Fe-28Al-5Cr基复合材料,通过XRD和SEM等手段分析了样品的相组成和组织结构.利用自制的真空摩擦试验机测试了样品在4×10-4 Pa真空下的摩擦学性能.研究结果显示:通过与WS2的复合能够显著降低Fe3Al基金属间化合物在真空条件下的摩擦系数,但三种不同WS2含量复合材料的摩擦系数差别不大.随着WS2含量增加,复合材料的磨损率逐渐降低,特别是30%复合材料的磨损率较纯Fe-28Al-5Cr的磨损率低约1个数量级.滑动速度和载荷对三种材料的摩擦系数和磨损率均有一定的影响.纯Fe3Al的磨损表面较为粗糙,出现严重的剥落坑和剥落痕迹,磨损机理为严重的疲劳磨损.添加质量百分数为10%WS2的复合材料的磨损机理为磨粒磨损和疲劳磨损;添加WS2质量百分数为20%和30%的复合材料,其磨损表面相对较为光滑平整,磨损机理为轻微剥落.因此,在复合材料制备中添加WS2能够显著提高Fe3Al金属间化合物的真空摩擦学性能.

不同介质对轮轨增黏与磨损特性影响
刘腾飞, 王文健, 郭火明, 刘启跃
2014, 34(2):153-159.
[摘要](1216) [PDF 1336KB](1382)
摘要:
利用MMS-2A摩擦磨损试验机研究了水介质下砂、氧化铝、研磨子对轮轨增黏与磨损特性影响.结果表明:干态和水介质下随蠕滑率增大黏着系数呈先增加后小幅降低并趋于稳定.水介质下氧化铝介质的增黏效果最好,研磨子最差;砂介质使轮轨磨损严重且塑性流变层最厚,轮轨试样表面剥落严重;氧化铝介质下轮轨磨损量较砂介质小,塑性流变层轻微;研磨子介质下的轮轨试样磨损量最小,磨损表面较为光滑;落叶显著降低黏着系数,且易形成落叶浆,使接触表面产生划痕;落叶工况下撒砂能增加黏着系数且能去除落叶浆,但易造成轮轨试样的剥落损伤.

氟橡胶O型圈低压气体密封黏滞摩擦特性实验
马春红, 白少先, 康盼
2014, 34(2):160-164.
[摘要](1228) [PDF 937KB](2146)
摘要:
开展了低气体密封压力条件下的氟橡胶O型圈低压黏滞摩擦特性实验研究.对氟橡胶O型圈与不锈钢2Cr13摩擦副的摩擦力的时变曲线进行测量,重点分析了密封压力、O型圈压缩率和滑动速度对O型圈黏滞摩擦力的影响规律.结果表明:随压缩率的增加,氟橡胶 O型圈摩擦力增加,并呈现出明显的回弹特征,即滞后摩擦力增加且释放时间增加;随着密封压力的增加,其所受最大静摩擦力、滑动摩擦力与滞后摩擦力均呈现非线性变化,且存在一极大值;减小往复运动速度,摩擦力数值增大,但摩擦力极值对应的密封压力值变小.

考虑滚道表面油层分布的滚动轴承润滑分析
钱璐, 王文中, 赵自强, 孔凌嘉
2014, 34(2):165-172.
[摘要](1197) [PDF 790KB](1915)
摘要:
研究表明供油量对弹流润滑性能产生显著影响.滚动轴承中由于离心力和滚动体的反复滚压,滚道表面上的润滑剂呈现出非均匀分布的特点.大多数润滑剂被推挤到滚道的两侧,致使接触区的入口间隙不能被完全充满,导致乏油润滑,滚动体与滚道间接触压力接近于赫兹压力分布,膜厚较全膜润滑有明显的减小.本文基于润滑剂的流量连续建立滚道表面油层厚度分布模型,考虑润滑接触压力的影响,计算滚道上的侧流量以预测轴承滚道上补给油层厚度及形状随时间的变化规律;进而以此作为滚动体和滚道接触区的入口油层厚度,采用统一Reynolds方程法数值模拟计算每个时刻轴承滚道与滚动体之间的润滑油膜厚度,压力分布等参数,分析轴承在点接触乏油条件下运行的润滑性能.

激光网格化淬火表面渗硫/纳米微粒复合层的摩擦学性能研究
乔玉林, 臧艳, 赵玉强, 崔庆生
2014, 34(2):173-179.
[摘要](1064) [PDF 1042KB](1300)
摘要:
利用MFT-R4000摩擦磨损试验机考察了激光网格化淬火表面渗硫复合层(简称SLD层)和激光网格化淬火表面渗硫/纳米微粒复合层(简称NLD层)在不同试验载荷时的减摩抗磨性能,利用SEM和XPS分析了不同试验条件下磨损表面形貌和所含元素及其化学价态.结果表明:NLD层不仅在重载荷下的减摩性能比SLD层的优异,其在干摩擦条件下的摩擦系数仅为0.075左右,而且在较低试验载荷下具有很长的使用寿命.磨损表面元素分析发现S元素以硫化物和硫酸盐形式存在,但没有发现Si元素,这表明磨损表面形成了主要由硫化物、硫酸盐和氧化物组成的摩擦化学反应膜,而n-SiO2颗粒在摩擦表面可能起到了"微纳滚珠"的作用.

黏度、极性及配副因素在DLC薄膜固液复合设计中的影响
汤金柱, 丁奇, 胡丽天, 秦宝锋
2014, 34(2):180-186.
[摘要](1187) [PDF 786KB](1398)
摘要:
本文中系统研究了类金刚石(Diamond-like carbon,简称 DLC)固体润滑薄膜与一系列不同黏度的烷烃、醇类液体润滑介质的复合润滑性能,并深入探讨了介质黏度、极性及摩擦配副在固液复合设计中的影响规律.我们发现所用DLC薄膜在所考察润滑介质中均表现出较好的稳定性及亲和性,而摩擦行为则呈现较大的差异:在非极性烷烃化合物润滑环境下,DLC/DLC和钢/钢摩擦副的摩擦系数随介质黏度的增加改变不大,钢/DLC摩擦副的摩擦系数则随着介质黏度的升高而逐渐降低;在极性的醇类介质中,钢/钢摩擦副的摩擦系数随着介质黏度的增大先下降后急剧上升,而钢/DLC 和DLC/DLC摩擦副的摩擦系数随介质黏度的升高而降低.总之,介质黏度、极性和摩擦配副对体系润滑行为有很大影响,在进行固液复合润滑体系设计时,需综合考虑三者的相互作用关系.

含氮杂环衍生物的磨损定量构效关系研究
王婷婷, 戴康, 王展, 高新蕾
2014, 34(2):187-192.
[摘要](1207) [PDF 650KB](1519)
摘要:
以从头计算Hartree-Fock分子轨道法计算了苯并恶唑,苯并咪唑,苯并噻唑,二氢噻唑以及哌嗪五种母核的36种含氮杂环衍生物的量子化学结构参数.依据摩擦学定量构效关系理论,采用多元线性回归法对这些化合物进行了磨损定量构效关系研究,建立了合理的预测模型.结果表明:含氮杂环衍生物作为润滑油添加剂的抗磨能力与化合物的偶极矩和总能量相关性较好,并对母核性质具有较强的依赖性.所得模型具有较好的预测能力,可用于指导新型润滑油添加剂分子的设计及合成.

肠道内表面形貌对其摩擦性能影响的研究
王泽, 周明, 苏冬梅, 李秀莲, 窦琳, 叶霞, 蒋琴仙
2014, 34(2):193-197.
[摘要](1251) [PDF 1292KB](1763)
摘要:
为了调查肠道内表面形貌对其摩擦性能的影响,本文以家兔小肠为研究对象,表征了其内表面形貌,测试了肠黏液的润滑性;在排除肠道正压力条件下,测试环向应变、载荷、滑动速度与摩擦系数的变化关系.实验结果表明:小肠内表面存在着皱襞、绒毛、微绒毛;肠黏液可将摩擦系数降低到10-2数量级;环向应变10%是摩擦系数变化的临界值,小于10%摩擦系数不受载荷和滑动速度的影响,大于10%摩擦系数随载荷和滑动速度增大而增大.通过分析环向应变、内表面形貌、肠黏液、载荷、滑动速度与摩擦系数之间的关系,得出摩擦系数变化的机理:当环向应变小于10%,润滑形式为液体润滑;当径向应变大于10%,皱襞被拉伸褶皱消失,润滑形式转化为混合润滑.小肠摩擦性能的研究对胶囊内窥镜、肠道机器人外观设计提供了实验数据,对推进微创、无创诊疗有着重大意义.

离子液体润滑脂导电性研究
吴礼宁, 夏延秋, 冯欣, 吴浩
2014, 34(2):198-202.
[摘要](1353) [PDF 1078KB](2011)
摘要:
以一定比例的PAO和PAG为基础油,聚四氟乙烯作稠化剂,分别以1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(LB104)和1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(LB106)离子液体为添加剂,制备离子液体润滑脂,采用扫描电子显微镜(SEM)观察铜磨斑表面形貌,采用Lovibond EC110电导率测定仪测量润滑脂室温条件下的导电率,并换算成体积电阻率.研究结果表明:离子液体润滑脂与商业导电脂相比,不但具有良好的润滑性能,同时具有良好的导电性,这为离子液体在电力设备中的应用提供理论和技术支持.

纳米碳酸钙作为润滑脂添加剂的摩擦学性能及流变行为研究
徐楠, 李维民, 赵改青, 张明, 赵勤, 王晓波
2014, 34(2):203-210.
[摘要](1184) [PDF 1044KB](2201)
摘要:
使用碳化法制备出三种具有不同粒径的纳米碳酸钙颗粒,利用透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对其形貌及结构组成进行表征.通过UMT-2摩擦学试验机及RS6000流变仪分别考察了纳米颗粒作为润滑脂添加剂的摩擦学性能及流变学行为,并通过X射线多功能电子能谱仪(XPS)对磨斑表面进行分析.结果表明:所制备的三种纳米颗粒均为方解石结构,可以显著提高基础脂的减摩抗磨性能;添加剂浓度及添加剂尺寸均会影响润滑脂最终的摩擦学性能;在最佳添加浓度和尺寸条件下,能够同时获得最佳的抗磨减摩性能;过高的添加剂浓度会影响润滑脂的结构稳定性,进而影响其摩擦学性能;三种纳米添加剂在磨斑表面形成以碳酸钙为主要成分的润滑膜,纳米颗粒物理性质的差异可能导致其摩擦学性能的差异.

水基纳米液压液抗磨减摩性能研究
张素梅, 郭培红, 朱建安, 温小萍
2014, 34(2):211-216.
[摘要](1151) [PDF 1106KB](1933)
摘要:
制备了分散性稳定的水基纳米液压液,并利用四球摩擦试验机和抗磨试验机,对不同质量百分数、不同粒径二氧化硅纳米颗粒的水基纳米液压液进行抗磨减摩性能试验.结果表明:二氧化硅纳米颗粒可以明显改善水基液压液的抗磨减摩性能;对于30 nm粒径的二氧化硅颗粒,质量百分数为2.4%时水基纳米液压液的摩擦系数、磨斑直径、温升及磨损量均最低,抗磨减摩性能达到最佳;采用不同粒径纳米颗粒时,随着纳米颗粒质量百分数增大,磨损量先降后升,纳米颗粒粒径越大,对应的最佳质量百分数越小.

单峰接触研究及其在分形表面接触中的应用
赵波, 戴旭东, 张执南, 谢友柏, 张勇
2014, 34(2):217-224.
[摘要](1291) [PDF 1156KB](1641)
摘要:
基于有限元方法,建立了弹塑性单峰的接触模型.粗糙峰为理想的弹塑性材料,为了考虑不同的材料特性对微凸体变形的影响,分别对9种不同的材料进行了分析.根据有限元计算结果,分析了接触面积,平均接触压力和接触力与变形干涉量之间的关系,并进行了经验公式的拟合.单峰接触所经历的4个不同的阶段,以及不同阶段之间的转化点均作了明确的表达.然后,根据分形理论,将单峰接触模型扩展到了三维的粗糙表面的接触,并提出了一个计算接触表面法向刚度的模型.通过与实验数据和以往模型的结果对比,证明本文中所提出的模型具有较高的精度.

First slide
  • 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
  • 址:兰州市天水中路18号
  • 邮政编码:730000
  • 话:0931-4968238
  • 电子邮件:tribology@licp.cas.cn
  • 国际标准刊号:ISSN 1004-0595
  • 国内统一刊号:CN 62-1095/O4
  • 邮发代号:54-42
  • 价:38元
  • 价:228元