电接触摩擦副材料试验机的试验与应用

本文对配合摩擦副材料的研制，进行摩擦副试验机设计工作作了介绍，通过方案及计算满足试验对本机的要求，装机后的试验及结果表明，该机运转正常，为摩擦副材料提供了试验数据，已成为一种包弧滑动型摩擦试验的检测设备。     

电接触摩擦副材料试验机的设计与应用

本文对配合摩擦副材料的研制,进行摩擦副试验机设计工作作了介绍。通过方案及计算满足试验对本机的要求。装机后的试验及结果表明,该机运转正常,为摩擦副材料提供了试验数据．已成为一种包弧滑动型摩擦试验的检测设备。     

铜-碳电接触摩擦材料的研究

采用粉末冶金复压复烧技术制备出高密度的铜-碳复合材料，对两种成分铜-碳复合材料的显微组织、物理力学性能和耐磨性能进行了对比试验。结果表明：复压复烧后材料的密度得到显著提高，达到理论密度的95％。沿压制方向和垂直压制方向的碳含量分布不同，Cu-5C复合材料的耐磨性能和电性能较佳。     

电沉积Cu-W电接触材料复合镀层性能的研究

本文是在纯铜表面利用复合电沉积的方法,形成Cu-W复合镀层,并对复合镀层表面显微形貌、显微硬度和电性能进行研究。结果表明:Cu-W复合镀层具有合适的硬度、稳定且较低的接触电阻及电接触寿命高等特点。     

纳米颗粒增强铜基摩擦材料的摩擦学性能

基于粉末冶金法分别制备了纳米氮化铝和纳米石墨增强铜基摩擦材料,研究了纳米颗粒对铜基摩擦材料的摩擦磨损和耐热性能的影响规律.采用扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的微观结构和磨损形貌,并利用惯性摩擦磨损试验机考核其摩擦学性能.实验结果表明:与未添加纳米颗粒的摩擦材料相比,添加纳米氮化铝和纳米石墨的摩擦材料的摩擦因数高而稳定,且随接合次数增加无明显衰退现象;耐磨性能分别提高了25％和11％;耐热性能分别提高了18％和25％.未添加纳米颗粒的摩擦材料的磨损机制主要为犁沟式磨料磨损,纳米氮化铝和纳米石墨能减少摩擦材料的磨料磨损,从而增强了摩擦材料的耐磨性.实验结果显示,纳米氮化铝和纳米石墨可显著提高铜基摩擦材料的摩擦学性能.     

制动条件下石墨对铜基摩擦材料瞬时摩擦性能的影响

为研究石墨对铜基摩擦材料瞬时摩擦性能的影响,采用粉末冶金技术制备铜-SiO2和铜-石墨-SiO2烧结材料,通过干摩擦惯性试验,在始末速度不同的制动区间,测试材料的瞬时摩擦因数、瞬时磨损率,并观察摩擦表面形貌的变化。结果表明:在高速度制动区间,石墨的存在使得铜基摩擦材料摩擦因数的稳定性明显提高,磨损率降低,原因在于铜-石墨-SiO2材料剥落石墨颗粒的分隔和保护作用,减弱冲击波动,从而提高瞬时摩擦因数稳定性并降低磨损;但较低制动速度时,石墨的存在反而提高了磨损率,原因在于摩擦层对颗粒的包裹度和基体强度降低。     

石墨种类对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

采用柔性石墨、造粒石墨和鳞片石墨分别制备粉末冶金烧结摩擦材料,研究不同种类片状石墨对摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：不同种类石墨制备的摩擦材料的密度和力学强度差异,将影响材料基体在制动过程中的组织形态,使摩擦界面呈现不同的磨损形式,其中柔性石墨摩擦材料的主要磨损机制为氧化磨损,造粒石墨摩擦材料的主要磨损机制为犁削磨损和磨粒磨损,鳞片石墨摩擦材料的主要磨损机制为犁削磨损和黏着磨损;造粒石墨制备的摩擦材料在不同速度下制动和重复单次制动时的摩擦因数波动值较小,摩擦因数稳定性好,且具有适中的磨耗量,综合摩擦磨损性能最佳。     

偶联剂改性人造石墨对摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550、KH-560和钛酸酯偶联剂NDZ-401对人造石墨进行改性,并采用XD-MSM定速式摩擦试验机和MPX-2000磨损试验机分别考察3种不同偶联剂改性人造石墨对酚醛树脂基摩擦材料摩擦磨损性和速度/压力敏感性的影响,利用扫描电镜分析摩擦表面的形貌。结果表明:与未改性人造石墨相比,偶联剂改性人造石墨可提高摩擦材料的摩擦磨损性能和抗速度/压力敏感性。其中钛酸酯偶联剂NDZ-401改性人造石墨利于提高摩擦材料的摩擦因数稳定性和抗速度/压力敏感性;而硅烷偶联剂KH-560改性人造石墨可以提高摩擦材料抗磨损性能。     

SiCp增强铝基复合材料与芳纶纤维增强摩擦材料摩擦副摩擦学特性与模型研究

对 Si Cp含量为 2 0 % (vol% )的铝基复合材料和芳纶纤维增强摩擦材料组成的摩擦副在干摩擦条件下的摩擦学特性进行了试验研究。试验表明 :摩擦副的摩擦系数受 Kevlar增强摩擦材料的热分解温度所控制 ,当温度低于2 0 0℃时 ,摩擦系数随滑动速度和温度增大而增大 ,并处于较高水平 ;当温度高于 2 0 0℃时 ,摩擦材料发生热分解 ,摩擦系数急剧下降到较低水平。摩擦材料具有磨损量和磨损率随滑动速度增加而减小的明显特征 ,摩擦副具有良好的耐磨性。建立了描述该摩擦副摩擦特性的数学模型。并用其解释了实验中的摩擦学现象。     

固体润滑材料内部因素对摩擦性能影响的分析表征

采用x-射线衍射仪、扫描电镜、大型偏光显微镜、差热和失重分析仪等现代仪器对聚四氟乙烯（PTFE）基固体润滑剂材料的成分、组织结构和组分的物理化学性能及力学性能等进行了表征及分析。结果表明,PTFE、石墨、二硫化钼及铜粉颗粒尺寸均基本保持在30 μm内;碳纤维直径较均匀,基本保持在8～10μm,但长度不均匀;加入填料的固体润滑剂比纯PTFE吸水率高、熔融温度及分解温度低,且会引起氧化分解反应;吸水率大小顺序为：石墨＞碳纤维＞二硫化钼＞PTFE≥铜粉;PTFE基复合材料的表面硬度基本是随着填料的加入量的增加而增加的;在PTFE树脂中加入无机填料均可明显提高其抗压强度,但并不是加入量越多,抗压强度提高越明显。     

载流摩擦磨损系统研究

基于摩擦学的三公理,对载流摩擦磨损的机制进行研究,建立了载流摩擦磨损的系统构成图、功能平面图、微观接触的电接触状态图和载流摩擦磨损电传导电路模型,分析了火花和电弧产生的原因,得到了载流磨损量与法向载荷之间的关系模型,较好地解释了电因素对摩擦磨损的作用,为载流摩擦磨损的研究建立了理论分析基础.     

纳米CaCO3半金属摩擦材料摩擦磨损性能的研究

使用定速摩擦试验机研究了纳米CaCO3对半金属摩擦材料性能的影响。结果表明：在半金属材料中，用纳米CaCO3代替普通的CaCO3粉体，在混料过程中，纳米CaCO3粒子粘附在其他颗粒和钢纤维表面上，热压成型过程中，作为粘结剂的树脂材料与这些材料之间的结合强度降低。在摩擦过程中，造成表面颗粒在剪切力的作用下，很容易与基体脱离，从而使得摩擦材料的摩擦因数偏小，而磨损率却大大增加。     

石墨浸锑新材料孔隙逾渗结构与材质性能研究

应用逾渗理论和Olympus光学显微镜对石墨基体和浸锑石墨试件进行了显微组织结构的金相分析,结果表明：形成石墨基体孔隙逾渗结构、优化石墨浸锑二次逾渗制备工艺是提高浸锑石墨密封材料的高温摩擦磨损性能的2个重要环节。     

Tribological Characteristics of Binder Resins for Brake Friction Materials at Elevated Temperatures

The heat resistance of the multiphase friction materials made with straight phenolic resin (ST), boron–phosphorous (B–P)-modified phenolic resin (BP), or polyimide (PI) was investigated using a Krauss-type friction tester. Thermal analysis of the cured resins was also carried out to examine the chemical and mechanical properties of the resin and their effects on the wear rate and the coefficient of friction. The results showed that the fade and wear of the friction materials were closely related to the thermal decomposition of the binder resin and durability of the contact plateaus, which were produced by the compaction of wear debris around hard ingredients on the rubbing surface. The friction material containing the B–P modified resin was more resistant to wear and fade than the other binder resins. On the other hand, the friction material with polyimide showed good fade resistance but exhibited excessive wear despite its good thermal resistance.     

有无电流条件下温度对碳/铜摩擦副摩擦磨损性能的影响

通过销-盘摩擦磨损试验,研究了碳/铜摩擦副在有无电流条件下的摩擦学性能。结果表明:试验过程中摩擦副温度不断地升高,且有电流时摩擦副温度比无电流时高,滑板材料的磨损量随着温度的升高而增大;当无电流通过时,摩擦因数随温度的升高先增大后减小,当有电流通过时,摩擦因数随温度的升高而减小。观察碳滑板磨损前后表面形貌发现:磨损表面随摩擦副温度的升高变得越来越光滑;当无电流通过时,磨粒磨损和黏着磨损是主要磨损类型,当有电流通过时,磨损类型以氧化磨损和电弧烧蚀为主。碳滑板材料磨损表面EDS分析发现,元素转移和氧化现象在磨损过程中时有发生。     

Sliding Friction and Wear Characteristics of Novel Graphitic Foam Materials

While the use of ORNL developed high-thermal-conductivity graphitic foam materials has been focused on thermal management applications, recent experiments have revealed their potential as bearing surfaces as well. The three primary tribological advantages are: (1) they can efficiently remove frictional heat, (2) their natural porosity can trap wear debris, and (3) their porosity can serve as a lubricant reservoir for the contact surface. A series of pin-on-disk experiments were conducted at both room temperature and 400 °C to compare the sliding friction and wear characteristics of the densified graphitic foam (mated against M-50 tool steel or against alumina) to those of conventional bearing materials like graphite, bearing bronze, poly- tetrafluoroethylene, bearing steel, and a Co-based superalloy. At room temperature and under low contact pressure, the tribological behavior of the densified graphitic foam material was comparable to that of graphite and better than that of other bearing materials. At 400 °C, traditional graphite exhibited a dusting wear regime accompanied by a high friction coefficient. In contrast, the graphitic foam demonstrated an ability to maintain low friction and wear at that temperature.     

不锈钢纤维/碳纤维混杂增强聚醚醚酮基摩擦材料的制备与性能

研究了不锈钢纤维/碳纤维混杂增强聚醚醚酮(PEEK)树脂基半金属摩擦材料的配比、成型工艺对其摩擦磨损性能的影响,对其摩擦磨损机理进行了初步分析.结果表明:制备摩擦材料的优化工艺条件是热压温度320 ℃、压力35 MPa、保温时间3 min/mm,固化处理工艺为80 ℃×30 min 150 ℃×30 min 270 ℃×30 min 320 ℃×180 min;最佳配方为19.63%的PEEK、7.57%的不锈钢纤维、10.97%的碳纤维、6.51%的腰果壳油粉及55.33%的填料.经优化工艺制备的摩擦材料的摩擦因数稳定,磨损率低,摩擦材料的磨损在低温区主要属于磨粒磨损,在较高温度时属于粘着磨损和磨粒磨损的共同作用.