SiC和石墨混杂增强铜基复合材料的高温摩擦磨损特性研究

采用MMU-5G型端面摩擦磨损试验机研究了SiC和石墨颗粒混杂增强铜基复合材料在250～400 ℃与GCr15钢对摩时的高温摩擦磨损特性,并与SiC/Cu复合材料进行对比分析.结果表明:加入石墨颗粒可以降低复合材料和偶件GCr15钢的磨损率,获得低而稳定的摩擦系数;同时,有效防止高温条件下严重粘着转移现象的发生,使得在400 ℃下混杂复合材料仍具有较低的磨损率.这是由于在混杂增强铜基复合材料的高温磨损表面上通过"磨屑机械混合→热压"的机制形成了连续的富石墨机械混合层,而对磨损表面起到良好的固体润滑作用,使得SiC和石墨混杂增强铜基复合材料具有良好的高温摩擦磨损特性.     

固体润滑的透平机轴承—第四部分:润滑轴承的固体膜的转移机理

作者用一台模拟球轴承接触状况的装置来研究在极端环境中应用的球轴承的固体润滑剂的转移机理。把形成转移膜的几种方法以及影响这种形成机理的材料性质概念化,用M-50和热压成型的氮化硅球,M-50轴承座圈和石墨纤维增强聚酰亚胺树脂的保持器复合材料试验评价了这些转移膜形成的方法。 在干的滑动和滚动条件下,M-50座圈表面与M-50球对摩后有严重的磨损,而且几乎看不到两次转移膜的痕迹。同样的座圈与氮化硅球对摩后,其表面上有富硅膜的迹象,可能是二氧化硅,同时座圈表面也很少有伤痕。 在石墨纤维增强的聚酰亚胺复合材料中所夹带的润滑剂,不能迅速地粘着转移到抛光的M-50座图表面上,但用提高座圈表面粗糙度的方法可形成机械附着膜。这种技术可能是形成和保持完整的固体润滑膜的可行方法.     

微波烧结氮化硅基复合陶瓷刀具材料摩擦特性研究

采用微波烧结技术制备了一种氮化硅基复合陶瓷刀具材料,研究了其与三种不同属性的硬质材料(氮化硅、硬质合金和GCr15轴承钢)在不同载荷下对摩时的摩擦特性与磨损机理.研究结果表明:当与氮化硅对摩时,磨损率最大且磨损率随载荷增大急速升高,磨损主要以脆性剥落形式存在;当与硬质合金对摩时,摩擦系数最小,随载荷增加磨损机理由磨粒磨损转变为磨粒磨损与疲劳磨损共同作用.当与轴承钢对摩时,磨损率最小,因在摩擦过程中在磨痕表面形成金属黏着,其磨损率随载荷的增大而减小.与商业的氮化硅陶瓷刀具材料相比,微波烧结氮化硅陶瓷刀具材料摩擦系数略有降低,磨损率降低了14.17%～59.49%.     

CF/PTFE纤维混编织物增强环氧复合材料干摩擦特性

采用碳纤维与聚四氟乙烯纤维(CF/PTFE)混编织物增强,制备了环氧树脂基自润滑复合材料,研究了钢背衬复合材料与45钢在环-环端面干摩擦状态下的摩擦学特性,考查了纤维织物、摩擦热、载荷、速度对材料摩擦磨损性能的影响,用红外热像仪、热电偶及风冷方式对摩擦副温度进行监控,用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对复合材料及偶件磨损面进行了观察与能谱分析.结果表明:与碳织物相比,混编纤维织物大大改善了复合材料的摩擦学性能,改善效果极大依赖于摩擦温度、载荷和速度参数.PTFE纤维磨损后在树脂基体及偶件表面形成减摩型转移膜层,材料表现为疲劳磨损特征.摩擦高温使复合材料摩擦学特性改变,黏结磨损加剧,偶件钢环表面出现氧化磨损,树脂基体塑性流动,摩擦力增大.混编纤维的排布方式影响复合材料的摩擦磨损性能,摩擦面上大量破碎的碳纤维易使偶件表面转移膜受到破坏,复合材料转变为以磨粒磨损为主,减摩主要源于磨屑中的润滑组分.     

中碳钢/不锈钢磁场摩擦中磨屑的行为和作用

以45钢销/302不锈钢盘摩擦副为研究对象,采用自制的销、盘摩擦磨损试验机,研究了直流磁场作用下磨屑在摩擦过程中的行为及其对摩擦磨损性能的作用. 为此分析了有、无磁场作用下磨屑在磨损面上的分布特点,利用扫描电镜观察了磨屑及45钢销磨损面的形貌,采用三维形貌仪表征了磨损面特征区域的相对高度. 与无磁场时的摩擦磨损情况相比,磁场作用下45钢销的磨损量有所增大,而摩擦系数稍有减小. 摩擦过程中出现了302不锈钢盘向45钢销的材料转移并形成了不连续的转移层,该转移层相对高度较大,承担了主要的摩擦磨损并趋于平滑. 磁场作用下45钢销磨损面吸附少量磨屑并使之细化和氧化,该吸附磨屑在一定程度上减小了摩擦副的摩擦系数,并阻碍试样之间的材料转移,从而增加了45钢销的磨损量.      

不同热解炭结构的炭／炭复合材料的摩擦特性

在MM-1000型摩擦磨损试验机上，对具有光滑层和粗糙层热解炭结构的2种炭／炭复合材料进行了模拟飞机正常着陆和中止起飞条件下的摩擦磨损性能试验，用扫描电子显微镜对其磨损表面形貌进行了观察分析．结果表明：具有粗糙层热解炭结构的炭／炭复合材料在不同能载条件下具有较高的摩擦系数，刹车力矩曲线较为平稳，磨损表面形成较为连续、致密的磨屑层；具有光滑层热解炭结构的炭／炭复合材料在正常着陆条件下刹车力矩曲线波动很大，磨损较小，摩损表面形成较为粗糙的磨屑层；随着能载水平的增加(中止起飞条件)，摩擦系数显著下降，氧化磨损质量损失明显增大，温升较高，磨损表面氧化严重．具有粗糙层热解炭结构的炭／炭复合材料的摩擦性能较优，尤其是其高能摩擦特性更优，适宜用作飞机刹车材料．     

三维纺织炭纤维复合材料的摩擦磨损性能研究

用MM-200型摩擦磨损试验机考察了不同条件下三维编织炭纤维增强环氧树脂复合材料的摩擦磨损性能,并用XL30 ESEM型扫描电子显微镜对磨痕和磨屑表面形貌进行了观察和分析.结果表明在干摩擦条件下,随着纤维含量的增加,复合材料的耐磨性提高;当pv值低于63 N*m/s时,材料的摩擦系数和磨损率较高,主要磨损机理为粘着磨损和疲劳磨损;当pv值大于63 N*m/s时,材料的摩擦系数和磨损率明显降低,主要磨损机理为粘着磨损.在润滑条件下,复合材料的耐磨性大幅度提高.     

锡青铜镶嵌固体润滑剂轴承的摩擦学特性

在栓－盘式端面摩擦磨损试验机上于常温干摩擦条件下，对锡青铜轴承和镶嵌固体润滑剂（ＰＴＦＥ和石墨等复合物）的锡青铜轴承进行了摩擦学性能的对比试验研究．结果表明，几种固体润滑剂嵌入量不同的镶嵌轴承的摩擦系数都明显降低，耐磨性均比对照轴承的高２个数量级，其中以固体润滑剂嵌入面积分数为３０％的轴承的摩擦磨损性能最好．利用Ｘ射线微区分析仪、扫描电子显微镜和能量色散谱仪等，对磨损表面和磨屑的形貌、表面转移膜和元素的面分布等作了观察与分析，指出摩擦界面，尤其轴承金属摩擦表面固体润滑剂转移膜的形成是提高轴承性能的关键，锡青铜镶嵌固体润滑剂轴承以粘着磨损和疲劳磨损为主要磨损机理     

聚酰亚胺复合材料与不同对偶材料滑动摩擦磨损性能

本文考察了碳纤维（CF）和固体润滑剂（LW）填充热塑性聚酰亚胺（TPI）复合材料与45^#钢、镍铬合金以及铜对摩时的摩擦磨损性能,利用SEM和光学显微镜观察磨损表面形貌.研究表明：与硬度高的钢和镍铬合金摩擦时,由于CF的增强和承载作用降低了材料的摩擦系数与磨损率,LW的加入增强了转移膜与对偶面间的结合力,进一步降低TPI的摩擦系数;与较软的铜摩擦时,由于铜偶件存在较大磨损,破坏了转移膜的稳定性,TPI及其复合材料的摩擦性能较差;TPI与钢和镍铬合金摩擦时以黏着磨损为主,与铜摩擦时以磨粒磨损为主.薄而均匀的转移膜有利于摩擦系数与磨损率的降低.     

三维编织炭纤维复合材料的摩擦磨损性能研究

用 MM- 2 0 0型摩擦磨损试验机考察了不同条件下三维编织炭纤维增强环氧树脂复合材料的摩擦磨损性能 ,并用 XL30 ESEM型扫描电子显微镜对磨痕和磨屑表面形貌进行了观察和分析 .结果表明 :在干摩擦条件下 ,随着纤维含量的增加 ,复合材料的耐磨性提高 ;当 pv值低于 63N· m/s时 ,材料的摩擦系数和磨损率较高 ,主要磨损机理为粘着磨损和疲劳磨损 ;当 pv值大于 63N· m /s时 ,材料的摩擦系数和磨损率明显降低 ,主要磨损机理为粘着磨损 .在润滑条件下 ,复合材料的耐磨性大幅度提高     

Al2O3基陶瓷磨阻材料的磨擦磨损特性

在ＭＧ－２００磨损试验机上，对以Ａｌ２Ｏ３为基体，分别添加固体润滑剂组元石墨和氮化硼制备的２种陶瓷摩阻材料的摩擦磨损特性进行了试验研究。结果表明：在给定的试验条件下，添加石墨或氮化硼都可以改善材料摩擦性能的稳定性；分别在１００℃，２００℃，３００℃和４００℃下定温式试验时，这２种摩阻材料都具有较高的摩擦因数和良好的耐磨性，其中含氮化硼之摩阻材料的耐磨性比含石墨之摩阻材料的更好，前者在４００℃时的磨     

硅酸铝短纤维对其增强 ZL109 复合材料摩擦因数影响的双重性

采用预制件液态模锻法制备了硅酸铝短纤维增强的ＺＬ１０９复合材料，并以合金球墨铸铁为偶件，在干摩条件下于ＭＧ－２０００高速高温摩擦磨损试验机上，对复合材料的摩擦性能进行了试验研究，考察了硅酸铝短纤维的添加量对这种材料摩擦因数的影响．结果表明，随着纤维添加量（以体积分数计）由０．０％增至７．０％，复合材料摩擦因数的变化是先降低而后升高，纤维添加量为４．５％时的摩擦因数呈现出最低值，而纤维添加量为７．０％时复合材料的摩擦因数与基体的基本相当．在用扫描电子显微镜对磨损表面形貌观察的基础上，着重讨论了硅酸铝短纤维对复合材料摩擦因数影响的双重性，指出这种双重性影响导致纤维含量较低时，纤维分布于磨损表面有利于复合材料摩擦因数的降低，而当纤维含量较高时则使复合材料的摩擦因数升高．     

几种金属氧化物填充聚四氟乙烯复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损…

利用ＭＨＫ－５００型环－块磨损试验机，对分别对金属氧化物Ｐｂ３Ｏ４，ＰｂＯ和Ｃｕ２Ｏ填充的聚四氟乙烯复合材料在干摩擦下与ＧＣｒ１５轴承钢对摩时的摩擦学性能进行了研究，并利用扫描电子显微镜和光学显微镜对几种材料的磨屑和磨损表面作了观察与分析，还对材料的磨损机理进行了探讨。     

粉煤灰填充聚氯乙烯复合材料的摩擦学特性研究

用热压方法制备了不同粉煤灰粒度及含量的聚氯乙烯(PVC)复合材料，在MM—200型环—块摩擦磨损试验机上评价了复合材料同淬火45^#钢在干摩擦条件下对摩时的摩擦磨损性能，用扫描电子显微镜及光学显微镜观察分析磨损表面．结果表明：当粉煤灰质量分数为40％时，填充PVC复合材料的硬度最高，相应的磨损率最低，比纯PVC的磨损率低2个数量级以上；粉煤灰粒度越小，复合材料的硬度越高，耐磨性越好．     

几种金属氧化物填充聚四氟乙烯复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能

利用ＭＨＫ－５００型环－块磨损试验机，对分别以金属氧化物Ｐｂ３Ｏ４，ＰｂＯ和Ｃｕ２Ｏ（三者的添加量以体积分数计均为３０％）填充的聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）复合材料在干摩擦下与ＧＣｒ１５轴承钢对摩时的摩擦学性能进行了研究，并利用扫描电子显微镜和光学显微镜对几种材料的磨屑和磨损表面作了观察与分析，还对材料的磨损机理进行了探讨．结果表明，这３种填充ＰＴＦＥ复合材料的摩擦性能均与纯ＰＴＦＥ的基本相当，而它们的耐磨性都远比后者的好．在这３种复合材料中，以ＰＴＦＥ－３０％Ｐｂ３Ｏ４的摩擦学性能最好，即使在负荷４００Ｎ和速度１．５ｍ／ｓ条件下的耐磨性也依然良好，其磨损质量损失几乎比ＰＴＦＥ－３０％ＰｂＯ的低２个数量级．显微观察发现，分别以Ｐｂ３Ｏ４，ＰｂＯ和Ｃｕ２Ｏ填充的ＰＴＦＥ复合材料都发生了向偶件钢环表面的转移，形成了结合力较强、分布较均匀的摩擦转移膜，而且３种金属氧化物的填充都能提高材料的承载能力，阻止ＰＴＦＥ带状结构的大面积破坏，改变磨屑的形成机理，从而大幅度地降低了ＰＴＦＥ复合材料的磨损；复合材料ＰＴＦＥ－３０％Ｃｕ２Ｏ的磨损表面有垂直于滑动方向的裂纹萌生与扩展，使这种材料的机械强度和承载能力都降低，致使材料在较高     

合成蜡粉改性聚四氟乙烯基粘结涂层摩擦学性能的研究

用合成蜡粉改善聚四氟乙烯基粘结涂层并考察了其摩擦磨损性能以及合成蜡粉添加盈对摩擦磨损试验结果重复性的影响。结果表明：合成蜡粉可明显改善聚四氟乙烯基粘结涂层的减摩耐磨性能;随着合成蜡粉添加量的增加,其摩擦磨损试验数据的重复性显著提高,通过对其磨痕形貌和磨痕表层转移物的分析发现,在摩擦过程中,合成蜡粉可阻止偶件金属元素向聚四氟乙烯基粘结涂层摩擦表面的转移和大尺寸磨屑的产生。     

填充聚醚醚酮复合材料在水润滑下的摩擦学特性研究

研究了水润滑下炭纤维、石墨及聚四氟乙烯填充聚醚醚酮复合材料与不锈钢对摩时的摩擦磨损性能，利用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面和磨屑形貌，利用X射线能量色散谱仪分析了磨损表面的元素组成．结果表明：炭纤维含量对摩擦副的摩擦系数影响不大，磨损率随着炭纤维含量的增加而减小；随着载荷增大，摩擦系数先降低而后升高，当载荷较小时，填充聚醚醚酮复合材料的磨损率随载荷增大而缓慢增加，当载荷超过一定值后，磨损率急剧增加；填充聚醚醚酮复合材料在较低载荷下主要呈现疲劳磨损特征，在较高载荷下主要呈现微切削特征．     

用XPS对银基自润滑复合材料摩擦磨损特性的考察

作者用X-射线光电子能谱(XPS)考察了几种制备工艺对银比二硫化钼为90比10的自润滑复合材料表面的硫、钼、银等化学元素的价态的影响,并用XPS和光学显微镜重点考察了不同温度下的上述自润滑复合材料与两种对摩偶件的摩擦、磨损特性。结果表明:对摩偶件摩擦面上的转移膜的固体润滑剂中钼的价态变化是影响该自润滑复合材料摩擦磨损特性的主要因素。     

刹车速度对C／C复合材料制动摩擦性能的影响

在MM－1000型摩擦磨损试验上考察了碳布叠层结构的C／C复合材料在不同速度下的制动摩擦磨损行为,并用扫描电子显微镜观察分析了试样磨损表面形貌,结果表明：随着刹车速度的增大,摩擦系数增大,在20－25m/s速度范围出现峰值;当刹车速度增大至28－30m/s时,摩擦系数仍保持较高,体现了优良的高能摩擦特性;磨损量在低速时较小,当刹车速度大于15m/s,磨损量迅速增大,低速时磨损表面由一层薄的磨屑层所覆盖,当速度大于15m／s,大量的磨屑形成一层较厚的磨屑层,高速时由于剧烈的氧化和剪切作用,很多基质碳被氧化剥落,炭纤维被磨断、拔出,使磨损增大。     

三种结构陶瓷摩擦副的干摩擦磨损研究

对３种结构陶瓷摩擦副－Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ３Ｎ４／Ａｌ２Ｏ３和Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ的干摩擦磨损行为进行了对比试验研究，并且通过扫描电子显微镜和Ｘ射线衍义对试样的磨损表面形貌和磨屑进行了观察与分析，利用射线光电子能谱仪研究了磨屑健能和分析了表面摩化学过程。