碳化硅及其复相陶瓷高温摩擦化学的研究

研究了碳化硅及其复相陶瓷自对偶摩擦在空气中从室温到 12 0 0℃的摩擦磨损特性和摩擦化学 ,其摩擦学特性与摩擦试验温度和载荷密切相关 ,其磨损特性依试验条件不同呈现基本不变、增加和减少的规律 ,由摩擦的摩擦化学反应物———无定形SiO2 构成的平滑薄膜层的形成与破坏是主要原因     

莫来石陶瓷的摩擦磨损特性

采用环-块式摩擦副,研究了自相配莫来石陶瓷在不同的介质和载荷下的摩擦磨损特性.试验结果显示,莫来石陶瓷以水为介质时在20N、以机油为介质时在1000N附近存在磨损突变.磨损突变前主要的磨损机理为塑性变形和犁耕;磨损突变后断裂磨损成为主要的磨损机理.机油为介质时,磨损率与载荷基本成线性关系;在以水为介质时,磨损突变前,这种关系更接近于0.40次幂.弹性模量和抗弯强度高、断裂韧性和硬度低的样品,其磨损率高.通过扫描电子显微镜形貌观察,发现在水为介质时,磨损表面被一层反应膜所覆盖.     

原位合成TiB2-SiC基复相陶瓷及其高温摩擦学性能的研究

本研究以SiC为基体，用TiC和B4C为原料，采用新的反应原理生成TiB2，原位合成了TiB2-SiC基复相陶瓷，提高了SiC陶瓷的物理性能和高温摩擦学性能：随着材料中TiB2物相重量百分比的增加，材料的高温摩擦学性能提高。在以下摩擦环境参数下TiB2（wt25％）SiC基复相陶瓷自对偶在空气中高温摩擦磨损性能较好，呈现良好的高温自润滑性能：在升温状态下、空气中、环境温度为200℃-1000℃、外加载荷为0．2MPa、摩擦速度为0．3m／s，温度和外加载荷对TiB2-SiC基复相陶瓷自对偶比磨损率的影响具有依存性。高温摩擦氧化是TiB2-SiC基复相陶瓷自对偶高温磨损主要机理，磨损试样磨损断面包含摩擦氧化层、过渡层和基体亚表面三层。氧化层和过渡层接触紧密；磨屑具有典型包裹结构。     

结构陶瓷的摩擦磨损

本文综述了目前国内外结构陶瓷摩擦磨损的研究现状,重点评述了外部因素（主要包括摩擦方式、环境、负载、滑动速度、温度及时间等）对陶瓷摩擦磨损的影响,内部因素（主要有硬度、强度、韧性、弹性模量、粒径、气孔率、晶界相等）与磨损量的关系及搽恋裂磨损过程的各种模型,并就目前结构陶瓷摩擦磨损研究中的一些问题和热点进行了简要的讨论。     

原位合成碳化硅-硼化钛复相陶瓷的高温摩擦性能及其磨损机理

以SiC为基体,用TiC和B4C为原料反应生成TiB2,原位合成了SiC-TiB2复相陶瓷.通过测试SiC和SiC-TiB2的高温摩擦系数和比磨损率与温度、外加载荷的关系,研究了SiC-TiB2复相陶瓷的高温摩擦学性能.在空气中,外加载荷为0.2 MPa,摩擦速度为0.3 m/s时,SiC-TiB2复相陶瓷自对偶(SiC-TiB2/SiC-TiB2)高温摩擦呈现较好的高温自润滑性能.温度对SiC-TiB2/SiC-TiB2摩擦系数和比磨损率的影响与载荷有关.载荷为0.4 MPa时,比磨损率最大.用X射线衍射测试了SiC-TiB2/SiC-TiB2磨屑的组成,用扫描电子镜观察了SiC-TiB2/SiC-TiB2磨损断面,发现高温摩擦氧化是TiB2-SiC/SiC-TiB2磨损的主要机理.磨损断面包含摩擦氧化层、过渡层和基体亚表面3层,氧化层和过渡层接触紧密.磨屑具有典型包裹结构,其主要氧化物是无定形氧化硅.平滑的氧化层改进了摩擦表面的塑变性能,缓冲了摩擦应力,减小了高温比磨损率.     

碳化硅陶瓷的高温摩擦磨损及机理分析

研究了碳化硅瓷在空气和真空环境中从室温到１２００℃的摩擦磨损特性。摩擦系数对温度的依存性取决于接触压力和气氛。当接触压力为１．２ＭＰａ时，摩擦系烽几乎与温度无关，但在空气中的摩擦系数明显地在真空中的。比磨损率也与温度，气氛和接触压力密切相关。ｆ ，ｙｓ     

Sialon陶瓷复合材料高温磨损特性的试验研究

采用自制的盘销式感应加热磨损试验研究了高温条件下Sialon陶瓷复合材料摩擦磨损特性,优化出了一种具有较好高温抗磨性的Sialon陶瓷材料成分和制备工艺方法。结果表明:当载荷为20 N,旋转速度为360 r/min时,高温磨损机制以氧化磨损和粘着磨损为主,在磨损表层出现白亮层,表明此时因摩擦热和外加热源的联合作用已使磨损表层重结晶并形成氧化物屑。随着温度的提高,失重量和摩擦系数都下降。同时得到了耐磨性最优的Sialon陶瓷复合材料,烧结工艺为1900℃,BN的加入量为5wt.%。     

热力耦合下TC4合金微动磨损行为影响的研究

为了研究TC4合金在300℃和500℃下的微动磨损行为,利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜分别表征表面磨痕形貌、磨损体积和磨痕轮廓,探究两种温度中TC4合金不同接触载荷作用下的微动磨损机制。结果表明： 磨损体积与接触载荷呈现正相关的关系,而摩擦系数和磨损率则呈现负相关的关系。两种温度下的无润滑微动摩擦磨损过程中,小载荷作用时磨损形式表现为氧化磨损和磨粒磨损;大载荷作用时磨损形式为氧化磨损和黏着磨损。与300℃相比,500℃时合金接触表面塑性变形严重,摩擦系数小,氧化磨损加剧,疲劳裂纹扩展严重。TC4合金高温环境中微动磨损机制为黏着磨损、磨粒磨损、氧化磨损和疲劳磨损,其中氧化磨损在TC4合金高温微动磨损中占据主导地位。     

Sialon陶瓷干摩擦磨损特性初探

本文研究了销-盘式sialon陶瓷摩擦副的干摩擦磨损随环境温度变化的特性。实验测定了摩擦副在空气中、室温到600℃环境温度下的摩擦系数和磨损因子。用SEM、TEM和X射线衍射技术观察和分析了磨损前后摩擦副的表面形貌、截面特征、磨屑的形状和磨屑及磨痕的相组成。本文试图揭示该材料的摩擦磨损随环境温度变化的特性并初步探讨磨损机理。实验结果表明:sialon陶瓷的主要磨损机理是断裂层离。     

SiC及其复相陶瓷高温自润滑特性的研究

研究了SiC及其复相陶瓷从室温到1200℃的高温摩擦学性能。随着试验温度的升高,SiC/SiC的高温摩擦系数变化不大,比磨损率呈现出不变(Ⅰ)、增加(Ⅱ)和减小(Ⅲ)三种模式;SiC-TiC和SiC-WC自对偶的高温摩擦系数和比磨损率很小,摩擦系数从400℃开始减小;在高温磨损中,自对偶的磨损机理由轻微的粘着磨损控制,磨损由模式Ⅰ和模式Ⅱ向模式Ⅲ转化,呈现出高温自润滑特性。在600℃时摩擦氧化明显,氧化物主要为无定形的SiO2,在摩擦表面形成一层由微米或亚微米级氧化物颗粒组成的薄膜,该薄膜层具有润滑作用;在氧化物薄膜层和摩擦表面存在一定程度的晶格畸变,增加了薄膜层的塑性变形能力,衰减了摩擦应力,这就是自对偶高温自润滑的机理。     

网带炉烧结工艺对PTFE基三层复合材料摩擦学性能的影响

通过湿法压轧复合工艺制备了聚四氟乙烯(PTFE)基三层复合材料,采用网带炉对复合材料试样进行了烧结,对试样分别进行了油循环和干摩擦两种端面摩擦磨损试验,研究了网带炉不同烧结温度和烧结频率对PTFE基三层复合材料摩擦学性能的影响,对试样承载能力、摩擦系数、磨痕深度及磨痕形貌进行了表征.结果表明,随着烧结温度和烧结频率在一...     

聚甲亚胺改性MC尼龙复合材料干摩擦磨损特性

通过原位聚合法制备出由两种不同化学结构聚甲亚胺改性的MC尼龙复合材料,利用环-块形式对比研究了与45#钢环对磨时在不同磨损条件下的干摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜对其磨损机理进行了分析。结果表明:在所测试的条件下,MC尼龙及其复合材料的摩擦系数随载荷的增加而逐步下降,聚甲亚胺在大多数条件下能够改善复合材料的耐磨损性能;在低速低载时,MC尼龙及其复合材料的磨损表面发生了明显的塑性形变,磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损;高速高载时,磨损机理主要为粘着磨损和疲劳磨损。     

Study on the prediction technique of the wear amount of polyoxymethylene

The influence of the sliding velocity and atmospheric temperature on the specific wear amount of polyoxymethylene was evaluated with the ring‐on‐ring apparatus. The specific wear amount showed the variation of S‐character type with maximum value, according to the change in the sliding velocity and the atmospheric temperature. When those results are plotted according to the sliding surface temperature, they have been found to be arranged as the same dependence. The specific wear amount of polyoxymethylene was assumed to be proportional to the product of actual contact area and reciprocal of the fracture energy. Then, the temperature dependency of the product of the fracture energy, calculated from stress–strain curve, and the actual contact area, calculated from Hertz's equation with elastic modulus, was able to explain the sliding surface temperature dependency of the specific wear amount well. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 100: 4212–4218, 2006     

纳米颗粒增强摩擦材料摩擦学性能研究

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为基体,芳纶纤维、玻璃纤维为增强纤维,选用不同类型的纳米颗粒作为填料设计摩擦材料组分配比,并通过热压烧结制备摩擦材料。通过摩擦磨损试验机测试其在干摩擦条件下的摩擦学性能,并用扫描电镜(SEM)对材料的磨损形貌进行观察分析,以研究不同类型的纳米颗粒对摩擦材料性能的影响。研究表明:在干摩擦条件下,经过纳米颗粒改性的摩擦材料摩擦系数、硬度比未改性的材料有不同程度的提高,同时磨损率有很大程度的降低;纳米颗粒改性的摩擦材料摩擦系数、磨损率变化趋势具有一致性,均随着实验载荷、滑动速度的增大而逐渐减小;纳米颗粒改性后的摩擦材料磨损机理表现为疲劳磨损与磨粒磨损并存,而未改性的材料磨损机理主要表现为疲劳磨损。     

超耐磨炭黑Vulcan 9HX1在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用

研究超耐磨炭黑Vulcan 9HX1在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用。结果表明,胎面胶采用90份天然橡胶、10份顺丁橡胶的生胶体系,选用超耐磨炭黑Vulcan 9HX1替代炭黑N134进行补强,硫化胶老化前后耐磨性能有较大幅度提高,定伸应力和撕裂强度均有所提高,压缩疲劳温升和损耗因子明显降低,成品轮胎室内试验行驶里程长。经过40 d的路试,轮胎平均单位磨耗行驶里程达到26000 km·mm^(-1),轮胎使用寿命延长。     

Friction and Wear of Woodceramics under Oil and Water Lubricated Sliding Contacts

Friction and wear properties of woodceramics were evaluated under oil and water lubricated sliding contacts. The experiment was conducted with a block on a ring wear tester. The block material was woodceramics (MDF-800) and and the ring was a forging steel (SF55). The sliding velocity and the load were varied in the ranges 1.0–19.0 m/s and 98–294 N, respectively. The ring temperature was measured using a thermocouple located at 1.0 mm below the frictional surface of the ring.In the oil lubrication, the coefficient of friction was small and constant at 0.12, irrespective of the sliding velocity. The specific wear rate of the woodceramics was also small and was in the range 5 × 10–7–2 × 10–6 mm3/Nm. With the increase in the load, the coefficient of friction and the specific wear rate of woodceramics decreased. It was found that low friction and low wear could be maintained at least until a ring temperature of 160°C.In the water lubrication, the coefficient of friction was small and constant at 0.16 until the sliding velocity of 12 m/s. The specific wear rate was also small and was in the range 3 × 10–7–2 × 10–6 mm3/Nm. As the sliding velocity increased further and the ring temperature became high, friction and wear increased.     

载荷、速度及环境温度对聚醚砜酮摩擦磨损性能的影响

利用MM—2000型和THT07—135型摩擦磨损试验机系统考察了载荷、滑动速度和环境温度对含二氮杂萘联苯型聚醚砜酮(PPESUK)摩擦磨损性能的影响，并利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了其磨损表面形貌及磨损机理。研究表明，干摩擦条件下，随载荷增加PPESUK的摩擦系数降低、磨损率增加；在高的滑动速度下，摩擦系数和磨损率都降低；环境温度对PPESUK的摩擦系数影响不大，并且粘着磨损是其主要磨损机理。     

PE-UHMW/PP共混物的流动、力学与耐磨损性能研究

将均聚型聚丙烯(PP)、耐磨助剂与超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)共混,制备了PE-UHMW/PP共混物,研究了PP含量及耐磨助剂对PE-UHMW/PP共混物流动、力学与耐磨损性能的影响。结果表明,PP能有效地改善PE-UHMW的流动性能,PE-UHMW/PP共混物的维卡软化点和热变形温度均随PP含量的增加而增加;加入耐磨助剂后,当PP的质量分数为50%时,共混物的拉伸强度达到最大,但断裂伸长率最小,且随PP含量的增加,PE-UHMW/PP共混物的冲击性能降低;PP降低了PE-UHMW的耐磨损性能,加入耐磨助剂后保持了PE-UHMW的高耐磨损性能且对共混物的流动和力学性能影响不大。     

玻璃纤维增强PEEK复合材料的高速干摩擦性能

利用球盘式摩擦磨损试验机对质量分数为30%的短切玻璃纤维增强聚醚醚酮(PEEK/GF)复合材料进行室温高速条件下干滑动磨损实验,考察了载荷及频率对材料摩擦系数及磨损量的影响,并对摩擦前后的微观形貌及热性能进行了分析。结果表明,随着载荷和频率的增加,PEEK/GF复合材料的摩擦系数和磨损量逐渐增大并趋于稳定;微观结构分析显示GF与PEEK两相结合紧密,磨损方式主要以犁沟为主,GF的加入阻断了PEEK从PEEK/GF复合材料磨损表面剥落,使PEEK磨屑在GF周围积聚,摩擦表面产生的热量使PEEK收缩团聚在一起;PEEK/GF复合材料的热分解温度比纯PEEK提高了75℃。     

Investigation of high temperature wear resistance of TiCrAlCN/TiAlN multilayer coatings over M2 steel

In this study, TiCrAlCN/TiAlN multilayer coatings were deposited on M2 high speed steel substrates by the Closed-Field Unbalanced Magnetron Sputtering system. The chemical composition, microstructure, morphology, mechanical and high temperature wear resistance properties of the coatings were characterized, analyzed and compared to the substrate. The high temperature wear tests were carried out under a load of 2 N at the lap (wear test distance) of 50 m and in dry sliding condition at Room Temperature (RT), 150, 300, 450, and 600 °C on atmospheric conditions. It has been found that the TiCrAlCN/TiAlN multilayer coatings have a higher wear resistance than the M2 substrate. The stable friction behavior and low friction tendency was determined at 600 °C. When the test temperature increased, the wear rates decreased. Narrow and smooth wear tracks and also the lowest wear rate were obtained at 600 °C.