青铜—石墨系含油自润滑复合材料的研究与应用

作者在青铜-石墨系材料中添加适量的锡、二硫化钼等,研制出几种含油自润滑复合材料。试验结果表明,这些材料的机械强度和摩擦磨损性能比青铜-石墨系材料的均有不同程度的提高,且其含油率和几种典型的物理机械性能都达到或超过了国内外同类材料的水平。文章还举例说明了青铜-石墨系含油自润滑复合材料实用范围的广泛性。     

铜和石墨对铁基含油自润滑复合材料机械及摩擦学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了铁基含油自润滑复合材料,考察了Cu与石墨的含量对铁基含油自润滑复合材料的机模样性能、摩擦学性能及组织结构的影响,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及光学显微镜等对材料的组分、显微组织形态和结构以及磨损表面形貌等进行了系统的观察和分析,结果表明：添加适量Cu的Fe-Cu二元系材料的机械性能和摩擦学性能明显优于Fe系材料,这主要是因为Cu的加入改变了材料的微观结构。添加适量石墨的Fe-Cu-石墨三元系材料比Fe-Cu二元系材料具有更优异的摩擦学性能,但机械性能有所下降,这主要是由于石墨与油的协同润滑效应和石墨的加入改变了材料的微观结构所致。     

干摩擦条件下铜-石墨复合材料与ZQAl9-4铝青铜的磨损图研究

考察了铜-石墨复合材料和商品ZQAl9-4铝青铜材料在干摩擦条件下的室温摩擦磨损性能,得出了两者的磨损图.结果表明:铜-石墨复合材料表现出优异的减摩性能;铜-石墨材料的磨损体系可以分为轻微磨损(磨损率小于1×10-4 mm3/m)、中等磨损(1×10-4~1×10-3 mm3/m)和严重磨损(磨损率大于1×10-3 mm3/m)3个区域,而ZQAl9-4铝青铜的磨损体系可分为轻微磨损、中等磨损和咬合3个区域;在载荷小于5 N,滑动速度处于0.005~0.05 m/s时,铜-石墨复合材料表现出比铝青铜更优异的耐磨性.     

铸造锌-石墨复合材料的摩擦学特性

作者以高铝锌基合金ZA-27为基体,使之与石墨在熔融状态下复合成为均匀浆料,经过挤压铸造成型,得到了几种石墨含量不同的锌-石墨复合材料。微观结构分析结果表明,金属-石墨界面结合状态良好,石墨分布均匀。这种材料在石墨含量低于5％(wt,下同)时的承载能力比青铜ZQSn6-6-3的高。其线膨胀系数随着石墨含量的增加而下降。在本试验条件下,随着石墨含量的增加,复合材料进入稳定磨损阶段所需要的时间缩短,滑动过程的平稳性增大,摩擦表面温度降低,摩擦系数明显下降,磨损率减小;在石墨含量达到6.2％时,锌-石墨复合材料的减摩性。耐磨性和相对抗咬合性都远比基体合金ZA-27的好,表明锌-石墨复合材科是一种新型的具有良好开发应用前景的减摩耐磨材料。     

铝-石墨复合自润滑轴承的研制

本文介绍了铝—石墨复合自润滑轴承的制备工艺和各种性能。作者是以铜包或镍包石墨的形式,藉旋涡搅拌将石墨加入熔融的液态铝中,并采用挤压铸造法(液态模锻)制备铝—石墨复合自润滑轴承的。由测试结果表明,该轴承材质致密,石墨分布均匀,无疏松、缩孔等铸造缺陷;其机械性能符合设计指标,耐磨性能优于锡青铜和巴氏合金材料;在无油润滑条件下,它的摩擦系数小于锡青铜和巴氏合金的,而高于后两种材料在油润滑条件下的摩擦系数。并指出,石墨加入铝液后有一定量的损耗。粒度愈小,损耗量愈大。     

浇铸型锡青铜镶嵌石墨轴承及其应用

本文首先简要地介绍浇铸型锡青铜镶嵌石墨轴承。这种轴承系由自润滑性能良好的优质人造石墨材料与具有良好耐磨性能的ZQSn6-6-3锡青铜在熔融状态下按照设计的形状浇铸复合后加工而成。这是一种在高温、低速、重载条件下具有良好耐高温性和耐磨性的新型自润滑轴承,可以广泛地应用于机械、化工、冶金和纺织等部门。 S-60M隧道窑窑车轴承原为我厂自行设计制造的非标准滚针轴承。使用时采用二硫化钼钙脂润滑。由于隧道窑内温度较高,轴承负荷较大,窑车运行一周后,滚针轴承内的     

青铜—石墨复合材料在干摩擦和水润滑下的摩擦磨损性能及磨损机理研究

对比考察了青铜 -石墨复合材料在水润滑和干摩擦两种状态下的摩擦磨损性能及磨损机理 .结果表明 :水润滑下青铜 -石墨复合材料的磨损率明显比干摩擦下的小 ,其最小磨损率为 1.0 1× 10 -6mm3 /N·m ,而摩擦系数比干摩擦下的大 ,复合材料在干摩擦下的磨损机理主要为粘着磨损、剥层磨损和犁削 ,磨损较严重 ;而在水润滑下 ,复合材料的磨损机理主要为磨粒磨损和疲劳磨损 ,磨损较小 .这是因为水有利于降低摩擦副接触表面的温度 ,有效地抑制了基体青铜的转移 ;同时水促进了不锈钢偶件的氧化 ,形成薄而致密氧化膜 ,从而降低了磨损     

填充MC尼龙自润滑材料及其应用的研究

本文报导了一种新近研制成的含有二硫化钼、石墨和氮化硼的填充MC尼龙自润滑材料的性能和浇铸工艺。这种填充MC尼龙自润滑材料具有低的摩擦系数和良好的耐磨性,可在少油或无油状态下使用。用它代替铸青铜做成轴承后,解决了开放式炼胶机不能满负荷运行、漏油、抱轴等问题,它的使用寿命比原用铸青铜轴瓦长六倍,也比尼龙6和纯MC尼龙轴瓦的摩擦磨损性能好。这种自润滑材料还在蜗轮减速器上得到了成功的应用。     

铁基含油复合材料的研制与应用

作者研制了一种铁基含油自润滑复合材料,本文中报导了其摩擦学及机械-物理性能,还介绍了负荷、速度和运行时间对这种材料摩擦学性能的影响。在长风牌洗衣机上的台架试验结果表明,利用该材料制作的滑动轴承可达到1000小时以上的使用寿命,满足了使用要求。现已为长风厂提供了70万件合格产品供装机使用。     

石墨对聚四氟乙烯镶嵌轴承摩擦学性能的影响

作者利用端面摩擦试验机考察了几种石墨与聚四氟乙烯复合固体润滑剂镶嵌锡青铜材料的摩擦磨损性能，发现石墨的添加不仅可以提高聚四氟乙烯镶嵌铀承的耐磨性，而且还可以降低和稳定摩擦系数。通过Ｘ射线衍射、Ｘ射线光电子能谱和电子探针等对摩擦表面转移膜的化学组成和主要元素含量的变化及表面形貌的分析观察，作者认为石墨的减摩作用是其促进聚四氟乙烯向摩擦表面转移并使之在轴承表面形成均匀覆盖的固体润滑剂转移膜，从而有效地     

炭纤维增强铜锡锌基复合材料的摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金法制备了炭纤维增强铜锡锌基复合材料(Cf/Cu-Sn-Zn)和ZQSn663锡青铜, 并对其力学性能和摩擦磨损性能进行了对比研究. 结果表明: 当炭纤维的体积分数φf≤12%时,Cf/Cu-Sn-Zn复合材料的力学性能高于ZQSn663锡青铜;Cf/Cu-Sn-Zn复合材料的比磨损率小于ZQSn663锡青铜,当炭纤维体积分数φf=12%时,复合材料的摩擦磨损性能最佳;在摩擦磨损过程中,Cf/Cu-Sn-Zn复合材料的磨损机制主要为粘着磨损,而锡青铜呈现出粘着磨损和磨粒磨损特征.     

Al-Zn基耐磨合金的摩擦磨损特性

本文根据滑动轴承材科的性能要求,对自行研制的Al-Zn基耐磨合金的摩擦学性能与ZQSn 6-6-3等的进行了对比试验研究。结果表明,在给定的试验条件下,Al-Zn基耐磨合金的减摩性能、耐磨性能和承载能力都比ZQSn6-6-3的好,且其小含稀贵金属(材料易得),可以作为ZQSn6-6-3的替代材料制作滑动轴承配件。     

相变微胶囊改性UHMWPE复合材料的摩擦学性能

以石蜡为囊芯,蜜胺树脂为高分子囊壁材料,采用原位聚合法制备了相变微胶囊,并将其作为填料添加入超高分子量聚乙烯基体中,制得相变微胶囊改性UHMWPE复合材料.分析了该复合材料的硬度和物相组成,并研究了其在室温,低速和高速试验条件下的摩擦磨损性能.结果表明:微胶囊填料的加入可以起到较好的减摩降磨作用,填料的最适宜添加比例为20%,在低速试验条件下经改性的复合材料摩擦系数较纯UHMWPE降低60%以上,高速试验条件下改性后的复合材料耐磨性较之纯UHMWPE有明显提高,不同试验条件下材料呈现不同的磨损机理.     

锡青铜纤维基自润滑复合材料的机械和摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金工艺制备了以锡青铜纤维为基体,以ＰＴＦＥ和ＭｏＳ２固体润滑剂为复合润滑相应的自润滑材料,考察了其机械性能和摩擦磨损性能,并与以锡青铜粉为基体的同种自润滑材料进行了性能对比。结果表明：纤维基材料的抗拉强度和冲击韧性分别为粉末基材料的２￣６倍和２￣８倍,且具有良好的渗透性,因纤维体通孔多和具有蜂窝结构,有利于润滑剂的渗透和贮存,因而相应的复合材料的自润滑性能良好。     

The homogenization method for the study of variation of Poisson's ratio in fiber composites

Summary Materials with specific microstructural characteristics and composite structures are able to exhibit negative Poisson's ratio. This fact has been shown to be valid for certain mechanisms, composites with voids and frameworks and has recently been verified for microstructures optimally designed by the homogenization approach. For microstructures composed of beams, it has been postulated that nonconvex shapes (with reentrant corners) are responsible for this effect. In this paper, it is numerically shown that mainly the shape, but also the ratio of shear-to-bending rigidity of the beams do influence the apparent (phenomenological) Poisson's ratio. The same is valid for continua with voids, or for composites with irregular shapes of inclusions, even if the constituents are quite usual materials, provided that their porosity is strongly manifested. Elements of the numerical homogenization theory and first attempts towards an optimal design theory are presented in this paper and applied for a numerical investigation of such types of materials. Received 11 March 1997; accepted for publication 12 September 1997     

Bilinear softening parameters and equivalent LEFM R-curve in quasibrittle failure

For composites and adhesive joints, the determination of the cohesive zone parameters from Double Cantilever Beam specimens loaded with pure moments is now well established and documented. However, for quasibrittle materials used in Civil Engineering such as concrete or wood, the difficulty to apply a pure bending moment lies inappropriated the method used for composites. Nevertheless, the one-to-one correspondence which exists between the R-curve and the softening curve is here revisited and adapted for any kind of specimen geometry and for the bilinear approximation of the softening function, well-known to successfully describe the failure of a wide group of quasibrittle materials. It is shown that even though the connections between the cohesive parameters and the ‘equivalent LEFM’ R-curve are geometry and material dependent, their trends are preserved whatever the specimen geometry and the material are. The outline of a general estimation procedure of the cohesive zone parameters funded on the equivalent LEFM R-curve is proposed.     

新型混凝土桥面铺装材料的冲击力学性能

利用大尺寸Hopkinson压杆对新型混凝土桥面铺装材料钢纤维增强聚合物改性混凝土（steel fiber reinforced and polymer modified concrete,SFRPMC）进行了冲击实验,并且在相同基准配合比下,与普通混凝土、钢纤维混凝土的冲击性能进行了对比。观察了不同打击速度下三种材料的破坏形态,得到了在不同应变率下的应力应变关系,比较了三种材料的应变率敏感性,最后从机理上分析了掺加钢纤维和聚合物对混凝土材料冲击力学性能的影响。结果表明,钢纤维增强聚合物改性混凝土材料具有良好的冲击韧性,是一种理想的混凝土桥面铺装材料。     

Implications and Constraints of Time-Independent Poisson Ratios in Linear Isotropic and Anisotropic Viscoelasticity

It is proven that time-independent viscoelastic Poisson ratios (PR) can only exist under separation of variable solutions which severely limits the class of applicable problems to quasi-static ones with incompressible homogeneous materials and non-moving boundaries under separable stress or displacement boundary conditions without any thermal expansions. Therefore, composites which are inherently anisotropic and sandwich structures which are nonhomogeneous and anisotropic are generally precluded from having time-independent PRs. Equal time variations for material properties in all directions are shown to be another simultaneous requirement instead of the incompressibility condition for achieving time-independent PRs. However, such restricted models lead to physically unrealistic bulk moduli responses when compared to experimentally determined relaxation moduli and are not generally achievable in current real materials. Consequently, viscoelastic materials are best characterized in terms of relaxation or creep functions, moduli or compliances rather than combinations of the latter with Poisson's ratios. Additionally, the assumption of constant PRs in problems involving thermal and chemical expansions, such as curing and manufacture of viscoelastic composites, is shown to be unjustified and insupportable. The distinct viscoelastic PR definitions, as found in the literature, are examined and classified into five categories. It is further shown that each is inherently unrelated to the others and all are always time-dependent, unless the above extremely limiting conditions are imposed. An extensive literature review indicates that experimental results overwhelmingly confirm the time dependent nature of viscoelastic PRs as no constant experimentally observed PRs were reported.     

铁合金和青铜多孔材料屈服应力的实验研究

对铁合金和青铜多孔材料做静态实验和Taylor冲击实验,得到静态屈服应力和孔隙率以及动态屈服应力和应变率的变化规律,同时将静动态载荷作用下的多孔材料的本构方程与实验结果进行了对比,发现理论分析和实验研究有良好的一致性,表明本文采用的模型基本能满足实际工程应用。