HIP-Si3N4陶瓷/45#钢副干摩擦和水润滑下摩擦学性能

利用MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机考察了HIP—Si3N4陶瓷／45^#钢副在干摩擦和水润滑下的摩擦磨损性能；用扫描电子显微镜观察了试件表面的磨损状态；采用X射线电子能谱仪分析了摩擦表面的化学成分：结果表明：干摩擦条件下，HIP—Si3N4陶瓷的磨损速率比45^#钢小，45^#钢发生粘着磨损，HIP—Si3N4陶瓷发生了脆性断裂和脱落；水润滑条件下，摩擦表面产生了Si(OH)4反应膜，降低了磨损，主要是化学腐蚀磨损。     

几种极压抗磨剂对Si3 N4陶瓷/GCr15钢副摩擦磨损性能的影响

利用MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机对Si3N4陶瓷与GCr15钢摩擦副在P120、T302、T306、T307、T321 5种极压抗磨添加剂作用下的摩擦磨损性能；采用SHIMADZU SSX-550型扫描电子显微镜观察盘试件的磨损表面形貌。结果表明：5种添加剂对该摩擦副均具有较明显的减摩抗磨作用，但是添加剂对该摩擦副的减摩和抗磨作用效果并不同步，P120的抗磨作用最好，T321的减摩效果最佳；综合考虑减摩抗磨时，添加剂P120的作用效果最佳；添加剂主要是通过物理和化学吸附膜对该摩擦副起到减摩抗磨作用；从SEM照片看，盘试件磨损表面主要表现为擦伤和粘着特征。     

烷烃乳液润滑Si3N4陶瓷摩擦副的摩擦学特性研究

采用多种烷烃乳液以及添加剂对氮化硅陶瓷摩擦副进行润滑试验。试验结果表明:对于氮化硅陶瓷摩擦副来说,所有的烷烃都可以得到较好的润滑效果,摩擦因数最高的基础油也仅有0.13;相对于包含直链烷烃、支链烷烃和环状饱和烃的基础油和柴油,正构烷烃的摩擦因数更低,抗磨性能更好;润滑性能最佳的液体石蜡中添加极性添加剂氯化石蜡和油酸后,乳液的润滑性能变差,但加入有机硅乳液后则润滑性能大大提高,摩擦因数进一步降低为0.017。基于试验试剂的结构特征,得出对于水乳润滑剂来说,化学性质和分子结构与氮化硅陶瓷相似的有机物可以更好地在陶瓷摩擦副表面聚集从而起到更好的润滑效果的结论。     

镍基Si3N4复合镀层的摩擦磨损特性

通过复合电镀法制备了N i-Si3N4和N i-P-Si3N4两种复合镀层,分别与热处理45#钢组成摩擦副,进行环-环摩擦磨损试验,测试了摩擦因数和磨损量,并观察了磨损表面形貌,探讨了摩擦副的摩擦磨损机理。结果表明,N i-P-Si3N4/45#钢摩擦副的摩擦因数较小,磨损量低,具有良好的减摩耐磨性能。镀层基体的性能明显影响复合镀层的摩擦磨损性能。磨料磨损是N i-Si3N4/45#钢摩擦副的主要磨损形式,导致45#钢的磨损量增大;N i-P-Si3N4镀层对Si3N4颗粒具有良好的把持力,避免了磨料磨损的产生,摩擦副处于稳定的边界润滑摩擦状态。     

液氮介质中Si3N4/9Cr18配副摩擦磨损性能研究

超低温介质中工作的轴承由于不能采用润滑油或脂润滑,其球环材料配副摩擦磨损特性将对轴承的工作性能产生很大影响。采用球盘点接触形式,在5 N载荷和0.4 m/s相对滑动速度下试验研究了超低温全钢轴承和混合式轴承中9Cr18/9Cr18和Si3N4/9Cr18两种球环配副在常温干摩擦和液氮环境中的摩擦磨损性能。结果表明9Cr18/9Cr18配副在低温下由于粘着趋势减弱而使摩擦因数和磨损均低于常温下。Si3N4/9Cr18配副在低温介质中由于试件表面吸附、氧化和摩擦化学反应受到抑制使摩擦因数高于常温下,同样由于无摩擦化学磨损发生,而只是以脆性断裂为主,其磨损低于常温下。Si3N4/9Cr18在常温下摩擦因数低于9Cr18/9Cr18配副,而在低温下则高于9Cr18/9Cr18配副。2种环境中陶瓷/钢配副的磨损均小于相应条件下钢/钢配副的磨损。     

PCrMo钢的摩擦磨损特性实验研究

采用自制的销盘式摩擦磨损试验机、光学及扫描电子显微镜，研究了PCrMo钢配副的干滑动摩擦磨损特性。结果表明：摩擦因数随着载荷的增加而增加，随着滑动速度的增加而减小；磨损率随着载荷的增加而增加，随着滑动速度的增加先增加而后降低。PCrMo磨损失效机理主要表现为疲劳剥落和粘着磨损。     

Si_3N_4陶瓷-白口铸铁在无润滑条件下的磨损性能分析

研究了无润滑条件下 Si3N4陶瓷 -白口铸铁磨擦副的磨损机理。通过对磨损表面的形貌分析和化学成分测试 ,发现粘附磨损和疲劳磨损是这一摩擦副磨损的主要形式 ;通过对试验数据进行回归分析 ,得知载荷对摩擦副磨损率的影响远大于速度对其的影响     

Ni—P—Si3N4复合镀层的磨损特性

本文通过Ｘ射线衍射分析、电子探针分析和摩擦磨损试验，分析了电沉积Ｎｉ－Ｐ－Ｓｉ３Ｎ４复合镀层的结构性能和磨损特性，并比较了不同弥散微粒的影响。结果表明，在油润滑条件下，复合镀层中的Ｓｉ３Ｎ４微粒在支承载荷的同时，有利于边界润滑膜的形成，避免粘着磨损。同时由于Ｓｉ３Ｎ４微粒本身具有的结构特征，提高了复合镀层的耐磨性能。     

热喷涂A1_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层滑动磨损特性研究

本文利用环块磨损试验机在不同载荷下对热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层的滑动磨损特性进行了研究,结果表明热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层干摩擦和水润滑时的磨损量均随载荷的增加而增大.利用扫描电镜观察了磨损表面形貌并用能谱分析了磨损表面成分,结果表明干摩擦情况下在低载和高载时其磨损机理有所不同:低载时主要为钢轮对涂层的涂抹及陶瓷涂层的剥落,高载时主要为陶瓷涂层的断裂剥落;水润滑情况下的磨损机理与低载干摩擦时相类似,主要为涂抹及剥落.     

微滑动条件下PS304涂层与Si_3N_4配副的摩擦学性能研究

利用大气等离子喷涂在不锈钢表面制备PS304高温自润滑涂层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征涂层的组成和结构;采用SRV微动摩擦磨损实验机研究PS304涂层和Si3N4摩擦副从室温到800℃的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜观察涂层和对偶球的磨损形貌,并分析涂层在室温和600℃的摩擦磨损机制。结果表明,常温下,涂层的摩擦因数和磨损率均较高,磨损表面伴随脆性断裂迹象,主要表现为磨粒磨损机制。在600℃下,涂层表现最低的摩擦因数和最小磨损率,其表面形成润滑膜并发生一定的塑性变形,磨损机制主要为黏着磨损。     

Si_3N_4陶瓷材料的磨削试验研究

通过用树脂结合剂金刚石砂轮对Si3 N4陶瓷进行磨削试验 ,从磨削过程中的磨削力、磨削比能、磨削温度及磨削表面的微观形貌变化等方面 ,综合探讨Si3 N4材料的磨削加工机理。研究结果表明 :Si3 N4在磨削加工中在磨粒切深较大时主要以脆性断裂方式去除 ,其磨削温度与材料去除机理有着密切联系。     

用Al箔进行TiCp/Si3N4复相陶瓷的连接

用Ａｌ箔进行了ＴｉＣｐ／Ｓｉ３Ｎ４复相陶瓷的连接,用四点弯曲的方法测定不同连接工艺下的连接强度,并对接头界面进行ＳＥＭ,ＥＰＭＡ和ＸＲＤ分析,结果表明,由于陶瓷与钎料界面反应和界面残余应力的综合影响,随着钎焊温度和保温时间的增加,接头强度先增后降,微观分析表明,Ｓｉ３Ｎ４与Ａｌ的反应及Ｔｉ,Ｓｉ的界面扩散将影响接头的力学性能。     

载荷对MoSi_2/Si_3N_4配对副高温磨损性能的影响

在XP-5高温摩擦磨损试验机上考察了MoSi2/Si3N4配对副在1 000 ℃、0.126 m/s滑动速度以及不同载荷条件下的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对MoSi2/Si3N4配对副磨损表面进行了分析.结果表明:MoSi2/Si3N4配对副在1 000 ℃高温滑动时,MoSi2的摩擦因数随载荷的增大而降低,其磨损率则呈上升的趋势;随着载荷的增加,MoSi2的磨损机制依次表现为氧化、粘着、研磨和疲劳断裂.Si3N4盘的主要磨损形式为粘着和氧化,氧化增重引起其磨损率为负值.     

Influence of Sliding Speed on the Tribological Characteristics of Si3N4-hBN Ceramic Materials

The influence of sliding speed on the unlubricated tribological behaviors of silicon nitride–boron nitride (Si₃N₄-hBN) composites was investigated with two modes in air by a pin-on-disc tribometer. Using the upper disc–on–bottom pin test mode, as the sliding speed increased, the friction coefficient of the sliding pairs showed an upward trend; for example, from 0.18 at the sliding speed of 0.40 m/s to 0.54 at the sliding speed of 1.31 m/s for the Si₃N₄/Si₃N₄–20% hBN pair. The surface analysis indicated that a tribochemical film consisting of SiO₂ and H₃BO₃ formed on the wear surfaces of the Si3N4/Si3N4–20% hBN sliding pair at sliding speeds of 0.40 and 0.66 m/s. Moreover, the formation of this film lubricated the wear surfaces. At the sliding speed of 1.31 m/s, no tribochemical film formed on the wear surfaces, most likely due to the increase in surface temperature. In the upper pin–on–bottom disc test mode, the wear mechanism was dominated by abrasive wear, and no tribochemical products could be detected on the wear surfaces. The increase in sliding speed weakened the degree of abrasive wear, leading to a decrease in the friction coefficients.     

润滑条件对Al_2O_3基陶瓷材料摩擦磨损性能的影响

本文对Al2O3基陶瓷材料/45＃钢摩擦副的摩擦系数与45＃钢/45＃钢的摩擦系数作了对比滑动摩擦试验研究,观测分析了Al2O3基陶瓷材料磨痕形貌,并就干摩擦,油润滑状态下Al2O3基陶瓷材料的磨损机理进行了分析。结果表明,分别在干摩擦和20＃机油润滑下,Al2O3基陶瓷材料/45＃钢的摩擦系数均比45＃钢自配副时的低。在干摩擦条件下,Al2O3基陶瓷材料的磨损机理是脆性微剥落和磨粒磨损,油润滑条件下,该材料的磨损机理是脆性脱落和耕犁,但磨损量小于干摩擦条件下的磨损量,说明油润滑对Al2O3基陶瓷材料有明显的减磨作用。     

Tribological Characteristics of Sustainable Fiber-Reinforced Thermoplastic Composites under Wet Adhesive Wear

The friction and specific wear rate of sustainable kenaf fiber–reinforced polyurethane composites were investigated against stainless steel counterface and under wet contact conditions. The new composites were evaluated at different applied loads (50–80 N), sliding distances (up to 2.7 km), and fiber mat orientations. Scanning electron microscopy (SEM) was used to observe the damage features on the worn surfaces. The results revealed that sustainable kenaf fibers assisted in enhancing the wear and frictional performance of the polyurethane thermoplastic composite by about 59 and 90%, respectively. Operating parameters and mat orientation controlled the wear and the frictional behavior of the composite. Better wear performance was exhibited at high loads and when the fiber mats were oriented perpendicularly to the sliding direction. Observations of the worn surfaces revealed different features of damage such as microcracks, fiber tearing, fiber detachment, and delamination. However, there was no trace of fiber pull-out in any of the tested conditions.