金属材料磁场干摩擦的研究进展

随着电磁技术的飞速发展,磁场干涉下的干摩擦磨损特性研究成为重要课题。本文归纳了国内外磁场干摩擦研究的现状。从三个方面分析阐述了前期研究的不足,如对磁学参数和性能的关注较少,试验研究对象有较大的偶然性,难以横向比较等。在此基础上提出利用相对耐磨性法定义磁场干涉因子,以避开因化学成分和性能不同造成的干扰,使材料磁导率成为关键变量的研究思路。     

外磁场下三轴弱磁应力检测信号定量化分析

从微观角度量化分析了外磁场作用对铁磁性材料磁力学特性的影响因素，计算了不同方向及强度的外磁场下，铁磁性材料三轴弱磁信号的检测特性，并进行了系统的试验研究。试验结果表明：磁畴自发磁化强度矢量趋于应力方向重新排列产生弱磁信号；弱磁信号在轴向具有峰值，径向具有峰-峰值，且过零点，周向呈不规律波动；随外磁场强度的增强，弱磁信号增大，但增大幅度逐渐减小，外磁场对弱磁信号的影响趋于饱和；外界磁场对其垂直方向的弱磁信号影响程度微弱。     

多孔泡沫金属的磁性能及对磁场影响的实验研究

针对多孔泡沫金属的磁学特性,设计了一台测试装置,主要包括通电线圈、上下磁极等,实验研究了不同材料、不同厚度的多孔泡沫金属对磁场的影响。结果表明,相同厚度的多孔泡沫金属,采用磁导率大的材料其间隙内部的磁感应强度也越大,对于导磁性的多孔泡沫金属,厚度的变化对磁场的影响最明显,磁导率越大,厚度对磁场的影响越大。实验结果为进一步研究多孔泡沫金属的磁性能提供了实验依据。     

磁场中浆料内部磁性粒子结构与形成机理研究

研究了由铁磁性Ni和非磁性ZrO2颗粒组成的混合浆料在磁场中的内部结构及其形成机理.结果表明,磁场下浆料中Ni粒子易于形成链状团簇,而且团簇尺寸随着磁场强度的增加和磁场施加时间的延长而增大.这是粒子受外场作用和粒子与粒子之间相互作用的结果.此外,还建立了磁场下链状团簇形成的简单物理模型,为磁场下制备功能梯度材料提供实验和理论依据.     

金属基复合材料涂层摩擦学的研究进展

对金属基复合材料涂层的减摩抗磨性能和制动摩擦性能、涂层的摩擦磨损机理和影响涂层摩擦磨损性能若干因素的研究现状进行了综述，并指出有关涂层材料与基体的匹配规律、不同基材上涂层制备工艺的优化、多组元涂层及多层涂层的设计和制备工艺、纳米尺度涂层技术、涂层内应力的控制、涂层减摩抗摩机理以及制动摩擦机理等方面是今后在金属基复合材料涂层摩擦学方面值得进一步研究的问题。     

磁场热处理对铁基纳米晶合金磁性能的影响

研究了不同条件的磁场热处理工艺对铁基纳米晶带材磁性能的影响。研究结果表明,铁基纳米晶材料在0~10kHz范围内,其磁导率随施加磁场的温度降低而迅速升高,而在10kHz以上的频段,其磁导率随施加磁场温度的变化较小。与普通热处理的结果相比,在400℃以下施加磁场可以提高材料0~50kHz范围内的磁导率,而在400℃以上施加磁场却可以压低材料0~50kHz范围内的磁导率,并且施加磁场后均能提高材料在50kHz以上的磁导率。     

外加磁场对铁磁材料电火花小孔加工的影响

针对电火花加工中电蚀产物排出困难、加工效率低、电极损耗严重等问题,研究了外加磁场对铁磁性材料电火花小孔加工的影响,分析了铁磁性电蚀微粒在加工区域受外加磁场磁力作用的影响规律,实验研究了在不同电极材质条件下,外加磁场对加工速度、电极损耗的影响。结果表明:采用磁场电火花复合加工方法在铁磁材料工件上加工小孔,其加工速度和电极损耗都比普通电火花加工有明显改善。     

特高压输电线路磁场对电力金具材料摩擦磨损的影响

目的 通过分析特高压直流线路工频磁场环境对电力金具材料磨损行为的影响,探究其磨损机理,为联接金具的磨损失效预测提供理论依据。方法 分析线路实际运行参数,计算工频磁场强度,采用自制电磁线圈与M-2000型磨损试验机相结合,通过分组控制变量法研究额定工况下金具材料的磨损过程,以及不同磁场强度下材料的磨损行为。结果 在磁场环境中材料的磨损程度远小于无磁场情况下。在0~800 A/m范围内,随着磁场强度的增加,摩擦因数稍降低,质量损失量和磨损率呈下降趋势。在不同磁场强度下磨损试样均呈现越贴近摩擦接触表面区域其显微硬度越高,且随着纵深向后呈递减趋势。在无磁场情况下,磨损接触表面的犁沟较深,遍布锯齿型边缘的凹坑和山脊型微凸峰。在磁场环境中试样的接触表面和磨屑表面更加光滑平整,且氧含量明显升高。结论 在无磁场情况下,接触表面为严重的磨粒磨损和黏着磨损。在磁场环境中,磨损试样在短时间内经历了初期磨合阶段和磨损加剧阶段,从而加速过渡到稳定磨损阶段,由严重的磨粒磨损和黏着磨损加速向轻微磨损转变。稳定阶段的主要磨损机制为氧化磨损,并伴随着轻微的磨粒磨损、黏着磨损,以及两摩擦副与磨屑“阻隔层”之间的三体磨损。工频磁场环境对试样磨损起到了一定的减摩作用,磨损程度减轻。     

16MnR钢板焊接对接接头残余应力磁记忆检测研究

基于金属磁记忆效应原理，研究16MnR钢板焊接接头附近垂直于焊板平面的漏磁场强度分布情况及其对应的残余应力分布情况。试验结果表明，铁磁性焊接接头近焊缝区不同形变引起的磁导率不连续变化产生漏磁场；磁记忆效应所产生的垂直于焊板平面方向上的漏磁场峰值与焊接残余应力造成的塑性变形区域和弹性变形区域分界具有直接对应关系。金属磁记忆法在焊缝残余应力测量中具有良好的应用前景。     

温度和激励磁场对磁巴克豪森跳跃平均体积的影响

磁巴克豪森跳跃的平均体积(AVMBJ)-ν是铁磁材料在激励磁场的影响下发生磁畴壁不可逆位移而产生的。就激励磁场及温度对其的影响进行研究:首先根据铁磁学,推导出不可逆磁导率和可逆磁化率的数值关系,并利用此关系对AVMBJ公式进行简化;其次利用铁磁性的"分子场"理论,推导了饱和磁化强度与温度和激励磁场的数值关系,以此得到温度和激励磁场强度与AVMBJ的理论关系;最后在不同温度和不同激励磁场下对Q235碳钢试样进行AVMBJ检测,验证了推导的理论关系。     

马氏体不锈钢不同剩余磁场条件下短时干摩擦的摩擦损伤行为研究

本文研究了马氏体不锈钢磨削加工产生的剩余磁场对其短时干摩擦过程中摩擦系数的影响.结果表明:剩余磁场对摩擦行为的影响与外加载荷有关,当外加载荷较低时,摩擦系数随剩余磁场强度的升高无明显变化;随外加载荷的升高,剩余磁场强度对摩擦系数的影响作用增大;当外加载荷较高时,摩擦系数随剩余磁场强度的升高而增大;在短时摩擦过程中,随着剩余磁场强度的升高,摩擦界面吸附磨损颗粒的能力增强,加速了摩擦界面的磨粒磨损,使摩擦系数升高.     

石墨烯涂层刀具的研究现状

针对高效干式切削加工中润滑能力不足,将自润滑性能优良的石墨烯粒子原位生长或者以复合材料的形式沉积于硬质合金刀具基体表面,有望弥补传统干切削中刀具使用寿命和加工性能偏低的不足。介绍了石墨烯材料在金属切削刀具领域中的研究和应用的现状,解读使用不同的工艺制备方法获得原生石墨烯涂层或者石墨烯复合超硬材料,并用其进行金属切削加工和摩擦磨损的试验。结果表明：石墨烯涂层刀具具备优良的润滑性能,能有效降低刀具的摩擦因数和磨损率,提高其使用寿命。     

直流稳恒磁场条件下45钢的磨损性能研究

常温下,采用改进后的MPV-1500型摩擦磨损试验机,研究了直流稳恒磁场对45钢销/W18Cr4V环干滑动磨损性能的影响.结果表明:随外磁场强度的增加,试样销的磨损质量损失先降低后增加;无磁场条件下,磨损表面呈现深沟状形貌,并出现凹坑,施加磁场后,磨损表面犁沟较浅,磨面较为平坦,随磁场强度逐渐增大,磨损表面存在粘着.     

蠕墨铸铁的干滑动摩擦学特性

分析了蠕墨铸铁的干滑动摩擦磨损规律，研究了工况条件（速度，压力）、成分、组织对蠕墨铸铁干滑动摩擦学特性的影响，探讨了蠕墨铸铁摩擦表面三维形貌与摩擦表而温度特性，结果表明：蠕墨铸铁与球墨铸铁和灰铸铁相比具有最低的磨损率和最高的摩擦系数与最低的摩擦系数衰减最，适合于作为制动器材料。在蠕墨铸铁中添加P、Cr等合金元素可以显著提高耐磨性能。增加摩擦系数。通过对试样三维表面形貌和干滑动摩擦温度场分析．进一步从机理上解释了蠕墨铸铁所具有的良好干滑动摩擦学性能。     

磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2 纳米复合镀层性能的影响

目的 研究有无磁场条件和垂直、平行两种磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2纳米复合镀层性能的影响。方法 以45#钢作为基体,采用脉冲电沉积和磁场-脉冲电沉积法成功制备Ni-ZrO2纳米复合镀层。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）观察纳米复合镀层的表面形貌、微观结构和表面粗糙度,利用显微硬度计、划痕仪、摩擦磨损试验机对纳米复合镀层进行显微硬度、结合力和摩擦磨损性能等力学性能研究。结果 相同工艺条件下,垂直磁场-脉冲电沉积条件制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层的晶粒形状为金子塔状,镀层表面粗糙度有所改善,复合镀层显微硬度值最高,为370HV。平行磁场-脉冲电沉积条件下制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层表面平整,均匀致密,复合镀层中Zr的质量分数为8.27%,表面粗糙度Ra和Rq值分别为82 nm和105 nm,镀层结合力为337 N,磨损量低于其他两种镀层的磨损量。结论 施加磁场后,在磁场MHD效应作用下,纳米复合镀层表面形貌平整,均匀致密,显微硬度提高,并且与基体结合性能和耐磨性都优于无磁场条件下制备的纳米复合镀层。平行方向磁场对Ni-ZrO2纳米复合镀层的力学性能有更明显的促进作用。     

Influence of magnetic field on the mass transfer of Ni–P-diamond electroless composite plating and deposit properties

Nickel–phosphorus (Ni–P)-diamond composite coatings were manufactured by the addition of sub-micrometre sized diamond particles to electroless nickel solution. In the process of this reaction, a magnetic field was introduced. This research studied the effect of the magnetic field on the Ni–P-diamond composite coatings by changing the concentration of sub-micrometre sized diamonds and the magnetic field intensity. The surface morphology, the coating composition and the coating adhesion were tested using scanning electron microscope and energy-dispersive spectrometer, a metalloscope and an automatic scratch tester. The results showed that the magnetic field influenced the mass transfer process of the composite plating by accelerating the oxidation rate of the hypophosphite, so that the deposition rate was increased, the coating morphology was improved and the bonding force between the coating and the matrix was improved.     

自纳米化结构金属材料摩擦磨损研究现状

从自纳米化结构金属材料的形成机理及制备方法入手,阐述了表面自纳米化技术的优势,包括工艺简单、无增材处理、纳米结构层呈梯度变化且与基体无明显界限、适用性强等。在此基础上,重点综述了国内外学者对于自纳米化结构金属材料摩擦磨损的研究现状,包括钢铁合金、镁合金、铝合金、钛合金以及其他金属。同时分析出自纳米化结构金属材料摩擦磨损研究存在的问题,包括制备工艺参数的合理选择、高温钛合金表面自纳米化摩擦磨损性能的研究、腐蚀磨损特性的研究等。针对进一步拓展自纳米化结构金属材料的工业应用,提出了该领域未来可行的研究方向,以期为自纳米化结构材料研究提供有价值的参考。     

漏磁通检测中铁磁材料的磁化状态

讨论缺陷引起的附加磁场和外磁化场对铁磁材料的磁化作用,引入有效磁导率和平衡磁导率来描述铁磁材料不同区域的磁化状态,建立铁磁材料中的磁化状态及磁偶极子模型中的关荷密度与外磁化场强度、铁磁材料的内禀磁性质以及铁磁材料中磁路和缺陷几何尺寸的关系。     

制动摩擦材料的研究与发展现状

摩擦材料的性能是影响机械设备工作可靠性的重要因素,研究摩擦材料对改善制动系统的制动效能具有重要意义。从制动摩擦材料的分类与制备、摩擦磨损性能与机理以及性能预测三个方面,对制动摩擦材料的研究与发展现状进行了调研。首先,介绍了制动摩擦材料包括金属基、半金属基、非金属基三种类型,阐述了各种摩擦材料常用的制备方法及应用领域;其次,分析了制动压力、制动速度等工况对摩擦磨损性能的影响规律及其作用原理,简述了常见的磨损形式,并结合无石棉闸瓦的SEM微观形貌,重点探讨了粘着磨损、磨粒磨损、切削磨损、疲劳磨损与热磨损各自的产生机理及其主要影响因素。此外,归纳了摩擦材料性能的预测与分析方法,并以BP神经网络为例介绍了人工智能技术在摩擦学性能预测中的应用。最后,指出了陶瓷摩擦材料与功能性摩擦材料是未来摩擦材料的发展方向。