纳米羟基磷灰石复合陶瓷生物摩擦学行为研究

采用沉淀法合成了纳米羟基磷灰石（HA）粉体，无压烧结工艺制备了HA／PSZ陶瓷复合材料．利用材料试验分析系统（MTS）和纳米硬度分析测试系统（Triboindenter）测定了复合材料的宏观和微观力学性能，用销盘式摩擦磨损试验机考察了血浆润滑条件下复合材料的生物摩擦学性能，探讨了力学性能与摩擦学性能之间的关系．结果表明，无压烧结HA／PSZ复合陶瓷材料断裂韧性比纯HA陶瓷提高近2．7倍，弯曲强度提高近1倍．纳米硬度最高值为10．6GPa，纳米弹性模量为156．OGPa．血浆润滑条件下，HA／PSZ陶瓷和UHMWPE摩擦副的摩擦系数与HA的含量有关，UHMWPE的磨损率与HA／psz复合陶瓷摩擦副的硬度和断裂韧性存在反比关系．     

混合润滑工况下粗糙表面摩擦副的热流体动力分析

本文以金属滑动摩擦副为研究对象,根据统计等效的观点,推导了粗糙表面滑动摩擦副的能量方程和雷诺方程,对粗糙表面金属滑动摩擦副的热流体动力性能进行了分析。研究了粗糙表面的纹理方向和相对滑动速度对混合润滑工况金属滑动摩擦副的摩擦系数、承载能力和温度分布的影响,其中考虑了局部区域的表面膜丧失对摩擦副润滑性能的影响。研究结果表明:粗糙表面纹理方向、粗糙度参数β对摩擦副的润滑性能有较大的影响。局部表面膜的丧失对摩擦系数具有很大影响,在相同的无量纲间隙时,较大的相对滑动速度对应着较大的摩擦系数。实验和理论结果之间具有较好的一致性,说明本文所提供的分析软件和方法是可行的。     

受电摩擦磨损的研究现状

介绍了目前国内外受电摩擦磨损的研究现状，受电摩擦副的摩擦磨损机理。资料表明，电场中摩擦副的确受到诸如电流、电压、电弧等电力学条件的影响，磨损率随电流的增加而增加，摩擦系数虽然也增加，但在试验过程中变化较大；载流条件下的磨损形式是粘着磨损和磨粒磨损，而无电流条件下的磨损形式主要是粘着磨损。同时本文也指出了研究的不足之地。     

水润滑低摩擦系数陶瓷涂层摩擦副的研究

主要针对水润滑条件下低摩擦系数摩擦副--包括主动副和从动配副的材料和性能进行设计研究.研究了3种复合陶瓷涂层制备的主动副与3种摩擦性能良好的整体材料组配进行摩擦性能试验.通过销-盘磨损试验,测定各组摩擦副的摩擦系数和磨损量;利用SEM等测试技术,观察和分析了磨痕的形貌,重点讨论了陶瓷涂层材料的组分设计及其显微结构,涂层与配副材料在水润滑条件下的摩擦学性能.结果显示:在水润滑下所设计的3种陶瓷涂层所组成的摩擦副具有较低的摩擦系数,能够耐海水侵蚀以及抗微生物附着,是一种海水中使用的理想摩擦组件.     

摩擦状态转化图及其应用研究

本文对金属滑动摩擦副的润滑和失效性能进行了研究，对常用的五种由国产材料组成的摩擦副在混合润滑工况下的性能作了大量试验，分别绘制了摩擦状态转化图，确定了它们的P－V工作区域，为摩擦学设计提供了依据。     

添加剂对AC2B铝合金润滑性能影响的研究

选用氯化十八烷基酸DA8527、聚苯基环氧乙烷磷酸酯LP700、PAG合成酯SGL和硫化烯烃LZ5340L作为润滑添加剂,采用MPX-2000销盘式摩擦磨损试验机,研究不同浓度的上述4种添加剂对AC2B铝合金/45#钢摩擦副润滑性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)和能量色散谱(EDS)观察摩擦表面形貌及元素分布。结果表明:随着添加剂浓度的增加,DA8527能显著提高润滑性能,LP700和SGL对润滑性有一定的改善作用,而LZ5340L产生负面影响,增大了铝合金的磨损。     

纳米SiO2填充尼龙PA10101的摩擦磨损性能实验研究

用纳米SiO2填充PAl010制备了尼龙复合材料，并用MM—200磨损试验机对尼龙复合材料与45钢在干摩擦条件下的摩擦磨损实验进行了实验．研究表明，纳米SiO2填充PAl010大幅度提高了尼龙复合材料的耐磨性，降低了摩擦系数。纳米SiO2填充量在10％左右时，尼龙复合材料达到最低摩擦系数O.32和最低磨损量O．2mg，磨损量比纯PAl010降低了60多倍，摩擦系数降低了1倍．对纳米Si02填充尼龙的磨损机理研究发现，纳米Si02填充尼龙复合材料的磨损机理受滑动速度和接触载荷影响比较大。当摩擦副PV值小于60Nm／s时，尼龙复合材料的磨损机理主要是切削和粘着磨损。当摩擦副PV值大于60Nm／s时，磨损机理转变为疲劳剥层或熔融流变，导致磨损量急剧增长。     

SiCp含量与粒径对SiCp-Al/无石棉有机摩擦材料摩擦学特性的影响

对不同体积含量（１０％,１５％,２０％）和不同粒径（６,１３μｍ）的ＳｉＣｐ增强Ａｌ９Ｓｉ铝基复合材料与无石棉有机摩擦材料组成的摩擦副的摩擦磨损特性进行了试验研究．试验表明：该摩擦副具有较稳定的摩擦系数;ＳｉＣｐ的含量和粒径对摩擦副的摩擦系数影响不大．摩擦材料的磨损量随ＳｉＣｐ含量和粒径的增大而减小．     

材料力学性能对摩擦润滑性能的影响

建立了理想工况下的点接触数学模型,用光学测量方法对模型进行了验证.研究了钢、铜、铝及复合材料形成摩擦副时,材料的力学性能对摩擦润滑性能的影响.当外加载荷为80 N时,卷吸速度由1 mm/s增加至10 000mm/s的过程中,综合对比了不同摩擦副材料形成的接触区域最大压力、中心油膜厚度和最小油膜厚度等摩擦润滑性能参数之间的关系,并分析了这些参数随速度的变化关系,引入压力峰值比来判断二次压力峰的变化.     

摩擦副不同表面织构化的润滑减摩性能试验研究

为研究织构位于摩擦副不同表面时的润滑减摩性能,对无表面织构、上试件单表面织构、下试件单表面织构和双表面织构四种不同形式的摩擦副分别在富油和乏油两种润滑条件和50N,100N两种载荷下进行摩擦磨损试验,观察摩擦系数变化规律.试验结果表明:载荷越大,表面织构对摩擦系数的影响越显著;富油条件下,上、下试件单表面织构均能减小摩擦系数,而且上试件单表面织构更加有效;乏油条件下,下试件单表面织构减小而上试件单表面织构增大摩擦系数;双表面织构在不同的润滑条件下均不能减小摩擦系数.     

Effects of external D. C. electric fields on friction and wear behavior of alumina/brass sliding pairs

Ｉｔｉｓｗｅｌｌｋｎｏｗｎｔｈａｔｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒａｒｅｉｎｅｖｉｔａｂｌｅｉｎｍａｃｈｉｎｅｒｙ.Ｂｙｓｅｌｅｃｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ,ｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｏｆｓｌｉｄｉｎｇｐａｉｒｓｃａｎｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｄ.Ｉｎｓｕｃｈａｗａｙ,ｍａｔｅｒｉａｌｌｏｓｓｄｕｅｔｏｗｅａｒａｎｄｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｄｕｅｔｏｆｒｉｃｔｉｏｎｃａｎｂｅｌｉｍｉｔｅｄｔｏａｌｏｗｌｅｖｅｌ.Ｏｎｔｈｅｏｔｈｅｒ…     

High temperature tribological behaviors of nano-diamond as oil additive

The tribological behaviors of the nano-diamond particles including the nano-diamond and the nano-diamond modified were studied at high temperature using SRV multifunctional test system. The worn steel surfaces were analyzed by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results show that nano-diamond particles can obviously improve the antiwear and friction reducing properties of the base oil at high temperature and the high load. The friction coefficient of the nano-diamond is very low at 200 °C when the test load is not more than 20 N. This tribological behaviors should attributed to the similarly to “ball bearing” lubrication action of the nano-diamond particles, so the movement between tribological pairs become sliding/rolling. The nano-diamond modified by dimer ester possesses excellent antiwear and friction reducing performance at 500 °C and load 500 N. The tribochemical reaction film between the nano-diamond particles and the renascent wear surface plays dominating lubrication role and the presence of the dimer ester on the rubbing surface can be propitious to form lubrication film containing nano-diamond on the worn surface at high temperature and high load. Foundation item: Project (51489020605JS9105) supported by National Key Laboratory for Remanufacturing     

多孔阵列阳极氧化铝膜润滑性能的Stribeck研究

为了研究阳极氧化铝膜的多孔结构对其润滑性能的影响,分别制备了光滑表面氧化铝膜,40 nm孔径、90 nm孔径多孔表面氧化铝膜.用接触角测试仪测试了水、机油与3种表面的接触角;在不同润滑条件下,用摩擦磨损试验机UMT-2测试了3种氧化铝膜与GCrl5钢面接触的润滑性能.结果表明:多孔结构氧化铝膜增强了材料的亲水性能和亲油性能,90 nm孔径氧化铝膜表现出超亲油特征;水润滑和机油润滑条件下,速度从0.016 m/s增至0.32 m/s过程中,光滑氧化铝表面只能形成边界润滑区域,多孔表面得到了包含边界润滑、混合润滑和流体润滑的完整的Stibeck曲线.机油润滑条件下,40 nm孔径的膜达到最小摩擦系数的临界速度为0.28 m/s,最小摩擦系数为0.083,90 nm孔径的膜达到最小摩擦系数的临界速度仅为0.2 m/s,最小摩擦系数减小为0.023;机油润滑条件下,90 nm孔径的氧化铝膜板的Stribeck曲线,谷底区域更宽.     

On-line metallic wear diagnosis of unlubricated contacts by using self-generated voltage

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＦｏｒｆｒｉｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｍｅｔａｌｓ ,ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｉｎｖｏｌｖｅｓｓｕｒｆａｃｅｃｏｎｔａｃｔｐｏｔｅｎｔｉａｌ,ｔｈｅｒｍａｌｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｔｅｎｔｉａｌ (Ｓｅｅ ｂｅｃｋｅｆｆｅｃｔ) ,ａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎ ,ｅｔｃ[1] .Ａｎｄｔｈｅｆｒｉｃ ｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｓｕｎｄｅｒｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｔａｔｅｓｍａｙｂｅａｃｃｏｍｐａｎｉｅｄｗｉｔｈｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｋｉ…     

Tribological properties of CrN coating deposited on 20CrMo against tin bronze

A CrN coating was deposited on the piston pin material 20CrMo. The tribological properties of 20CrMo and CrN coating against tin bronze QSn7-0.2 were compared by pin-on-disk tests under dry friction and oil lubrication, respectively. The cross-sectional morphologies and structures of the coating were characterized through scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The hardness, elastic modulus, and adhesion strength of the coating were tested through nano-hardness and scratch tests. The wear tracks were tested with an optical profilometer, and wear volume was calculated. Under dry friction conditions, the CrN coating exhibited a significantly stable friction coefficient and a relatively lower wear rate against QSn7-0.2 at various temperatures compared with 20CrMo. The wear rate decreased by 98.5% at 700°C. Under poly-alpha-olefine lubrication, the CrN coating reduced the load effect on the friction coefficient. Under engine oil 5 W40 lubrication, the CrN coating improved the tribological properties under high speed and heavy load conditions. Simultaneously, the CrN coating changed the friction and heat flow with increasing temperature.     

45钢摩擦副摩擦磨损性能的试验分析

减少机械运动副的摩擦磨损是提高机械产品的机械效率和机械寿命主要途径。文章在梯姆肯摩擦磨损试验机上对45钢在机械油润滑下的摩擦磨损性能进行了试验研究,得到了其摩擦磨损性能与载荷、滑动速度、硬度及硬度差等之间的相互关系以及P*(极限载荷)与V*(极限滑动速度)之间的相互关系,为机械运动副的参数选择、结构设计及其制造提供了必要的理论依据。     

摩擦系数对轴向推力作用下碰摩转子振动特性的影响

推导建立了轴向推力作用下的碰摩转子非线性动力学方程。以转定子间摩擦系数为控制参数,对碰摩转子系统横向振动和轴向振动行为进行了数值仿真。分析表明:转子与定子间摩擦系数对转子系统横向振动和轴向振动特性的影响非常明显,摩擦系数越大,转子系统振动越复杂。随着摩擦系数的增加,转子系统由简单的周期振动突变为拟周期振动。增大摩擦系数,以转速比为控制参数的系统轴向振动的复杂运动区范围变大,且复杂运动区的振动幅值也有增大趋势。分析结果对旋转机械碰摩故障的识别提供了理论依据。     

采用瞬态上流元法的油纸绝缘瞬态电场研究

作为换流变压器的主要绝缘材料,油纸复合材料的绝缘特性受内部空间电荷的影响. 在极性反转电压下,介质内部积聚电荷产生附加场强,可能使局部电场明显增强,从而更易引起绝缘击穿. 基于瞬态上流有限元数值方法,引入界面势垒模型,计算极性反转条件下单层油浸纸、油浸纸-油双层绝缘结构内部空间电荷的运动特性以及瞬态电场随时间的变化规律,并与试验得到的规律进行对比验证. 仿真结果表明：在直流电压下,介质内部积聚的电荷无法快速消散,将对反转瞬间的电场产生叠加作用,引起电极附近场强最大程度畸变. 双层介质的界面阻碍效应产生的界面积聚电荷,导致在极性反转瞬间油中电场瞬时增大. 研究结果可为换流变压器油纸绝缘特性和击穿场强研究提供参考.     

热处理对高硫钢硫化物形态及性能的影响

研究淬回火热处理工艺对高硫钢的基体组织和硫化物形态的影响,分析了其力学性能和磨损性能。结果表明,热处理后高硫钢中硫化物主要为FeS,其形态趋于球化;淬火温度由880℃升至900℃,高硫钢的抗拉强度由460MPa提高到590MPa,伸长率由1．7％变化到3．0％,但其仍为脆性材料,这与组织中合有大量硫化物有关;由于硫化物的自润滑作用,热处理后高硫钢的耐磨性随连续磨损时间的延长而改善,并明显优于淬火后低温回火的GCr15钢。     

PWM脉冲电压下电缆终端多热点特征的形成机理

为了研究脉冲电压下电缆附件过早失效的机理,本文对中压电缆终端在脉冲电压下的红外成像特征和内部电场分布进行了研究,阐明了热点特征和内部电场分布之间的联系。通过高频脉冲电压实验电源,对应力控制型冷缩电缆终端施加电压,同时也施加了相同频率和幅值的正弦电压作为比较,通过红外热成像仪分析不同类型的电压对电缆终端表面温度分布的影响。此外,通过瞬态电场仿真分析发现,电缆终端在半导电层截断处和接地点两个位置的电场较强,且该处热功率密度最高,脉冲电压下的电缆终端阻性发热量也明显高于正弦电压。脉冲电压下的发热区域面积和热点温度明显高于正弦电压,其热点形成的实质是因为快速的脉冲上升沿包含较高的频率成分,导致电缆终端的局部电场增强,从而导致阻性发热和温度升高。