CM－Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机的研制（Ⅰ）─—原理与构成

评价膜－基体系的综合性能的重要指标是其失效的临界载荷。膜－基体系的失效不仅发生在界面，也有可能发生在镀层或底材之中，或许还有可能发生混合失效，因此，在测试膜－基体系失效的临界载荷方面，即使是已经在国内外得到广泛应用的划痕法也有其弱点，为了使膜－基体系的失效临界载荷的测试尽可能地接近于实际使用工况，更能切近实际地反映膜－基体系的综合承载能力，提出了一种擦膜试验法，并且研制了ＣＭ－Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机，同时还着重就这种试验机的测试原理、构成和标定作了阐述，并对试验机的主要技术参数及其功能与特点作了介绍，为评价和研究膜－基体系的摩擦学特性、失效及综合承载能力提供了一种新手段。     

CM－Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机的研制（Ⅱ）─—试验与结果分析

在ＣＭ－Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机上，分别对ＴｉＮ／５２１００钢球－ＴｉＮ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢板和ＴｉＣ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢球－ＴｉＮ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢板等摩擦副在不同条件下作了擦膜摩擦试验．结果表明，利用ＣＭ－Ⅰ型试验机能够较好地测试出在法向力和摩擦力同时作用下膜－基体系的失效临界载荷，而且测试数据的重复性较好；随着摩擦系数的增大，其失效形式是由底材首先屈服，进而发生镀层被压碎并逐渐转化为完全剥离，临界载荷也随之减小，     

CM—Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机的研制（Ⅱ）：试验与结果分析

在ＣＭ－Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机上，分别对ＴｉＮ／５２１００钢球－ＴｉＮ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢板和ＴｉＣ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢球－ＴｉＮ／Ｗ９Ｃｒ４Ｖ２Ｍｏ钢板等摩擦副在不同条件下作了擦膜摩擦试验。结果表明，利用ＣＭ－Ⅰ型试验机能够较好地测试出在洗向力和摩擦力同时作用下膜－基体系的失效临界载荷，而且测试数据的重复性较好。     

摩擦温度对Ni—P基复合刷镀层摩擦学性能的影响

为了考察摩擦温度对Ni-P基复合镀层摩擦学性能的影响,作者按球-盘接触形式推导出了计算摩擦温度的数学表达式,其对Ni-P/WC和Ni-P/BN及Ni-P/MoS_2等几种复合镀层摩擦温度的计算结果与试样表面层的硬度分布显示了良好的对应性。磨损试验结果表明,特别在高PV值的情况下,Ni-P基复合镀层的摩擦学性能主要受摩擦温度的影响。这是因为Ni-P基复合镀层在镀态下呈非晶态组织,受热发生晶化反应后会使硬度上升,但温度过高时硬度却又下降。因此,镀层硬度是依摩擦温度的高低及其在镀层中的梯度分布而呈现出不同的分布特征,从而揭示了Ni-P/WC复合镀层在高PV值条件下显示良好固体润滑性能的原因。     

有限元模拟TiN膜/碳钢基材体系的摩擦磨损试验

对TiN膜/碳钢基材体系摩擦磨损过程的有限元模拟表明:磨痕边缘的多种应力集中、磨痕内外的张应力、膜/基界面切应力,都将影响体系的摩擦学行为.用销/盘试验验证了有限元模拟结果,根据对膜层中裂纹的萌生、扩展和体系的损伤、破坏情况分析,摩擦磨损过程分为磨合、稳定磨损、膜层失稳、体系失效阶段.提出了小载荷摩擦磨损下过软基材的膜/基体系失效机制,即膜层在集中应力和张应力作用下发生裂纹萌生和扩展的脆性破坏,其中,由于体系变形引起的磨痕边缘应力集中对膜层早期损伤进而导致体系磨损失效具有最重要作用.     

二硫化钼表面氧化行为的研究（Ⅱ）—二硫化钼摩擦表面氧化与电子转…

利用电子自旋共振谱和Ｘ射线光电子能谱研究了二硫化钼ＭｏＳ２摩擦表面的氧化和电子转，发现ＭｏＳ２在摩擦过程中是以Ｍｏ＾４＋经由Ｍｏ＾５＋过渡态继而与氧作用生成稳定的Ｍｏ＾６＋，并且是以ＭｏＯ３的形式存在，证明ＭｏＳ２的摩擦表面除有一般认为的Ｍｏ＾４＋和Ｍｏ＾６＋这两种化学状态以外，还有Ｍｏ＾５＋自由基离子这种从未发现的中间态。Ｍｏ＾５＋是４ｄ＾１电子构型，其在室温下于空气或氧气中是稳定的，然而在摩擦     

二硫化钼表面氧化行为的研究（Ⅱ）─—二硫化钼摩擦表面氧化与电子转移的研究

利用电子自旋共振谱和Ｘ射线光电子能谱研究了二硫化钼ＭｏＳ＿２摩擦表面的氧化和电子转移，发现ＭｏＳ＿２在摩擦过程中是以Ｍｏ￣（４＋）经由Ｍｏ￣（５＋）过渡态继而与氧作用生成稳定的Ｍｏ￣（６＋），并且是以ＭｏＯ＿３的形式存在，证明ＭｏＳ＿２的摩擦表面除有一般认为的Ｍｏ￣（４＋）和Ｍｏ￣（６＋）这两种化学状态以外，还有Ｍｏ￣（５＋）自由基离子这种从未发现的的中间态。Ｍｏ￣（５＋）是４ｄ￣１电子构型，其在室温下于空气或氧气中是稳定的，然而在摩擦环境或添加剂的作用下，Ｍｏ￣（５＋）所含不成对电子很容易发生转移而生成Ｍｏ￣（６＋），这种研究结果更加深入地揭示了ＭｏＳ＿２摩擦表面氧化过程的复杂性，因此，应当从摩擦化学角度重新认识ＭｏＳ＿２摩擦氧化产物及其形成机制，这于研究摩擦环境和添加剂对润滑剂的抗氧化协同效应具有重要意义。