表面织构化的平行滑块润滑特性研究

本文通过对平行滑块表面添加有规律的圆球坑织构以实现其承载能力,并运用雷诺方程对承载能力等摩擦性能进行分析。通过对不同的凹坑深度、分布形式来探讨织构对承载力和摩擦力的影响。结果表明存在合理的凹坑深度以获得较大承载力,织构的分布形式也会对摩擦性能有很大的影响。     

TiNi形状记忆合金的滑动摩擦噪声特性研究

利用销-盘磨损试验机以及振动加速度传感器和精密声级计,研究了TiNi形状记忆合金在不同相结构下的滑动摩擦噪声特性.结果表明:由于磨损造成摩擦表面形貌恶化,使摩擦力值增大,且波动剧烈,急剧变化的摩擦力对摩擦系统不断输入能量,引起系统产生自激振动,向环境中辐射噪声.母相时,TiNi合金阻尼性能相对马氏体较低,只能通过良好的耐磨性而保持磨损面形貌恶化速度较慢,从而延缓摩擦啸叫的产生;母相/马氏体相共存时,合金有很高的阻尼性能,具有很好的减振降噪性能;马氏体态时由于TiNi合金销试样接触刚度下降,导致系统失稳,产生激振,引发高频噪声.     

浮法玻璃的铝诱导表面织构研究

本文采用铝诱导表面织构方法,在浮法玻璃表面成功地制备了陷光结构:采用快速辐射加热法对蒸镀约200nm厚Al膜的浮法玻璃基片进行了一定时间的热处理,然后分别经H3PO4和HF/HNO3的混合溶液腐蚀.借助扫描电镜(SEM)、紫外可见分光光度计研究了热处理和HF/HNO3混合溶液处理的时间对玻璃表面织构形貌及陷光特性的影响.实验发现,快速辐射加热法退火2 h,就可在玻璃表面形成较好的陷光织构,织构的特征尺寸较小时,陷光作用较好.     

纳米级润滑与表面改性研究

纳米技术在过去的几年里取得了巨大的进展．关注其两个主要方面：纳米级的薄膜润滑与纳米表面改性研究．薄膜润滑(thin film lubrication，TFL)的研究进展包括薄膜润滑测试技术、薄膜润滑的膜厚-工况相关特性、机理探索以及数学计算预测模型等方面．介绍了降低极尖沉降(pole-tip-recession，PTR)的技术，使用含有氮磷的环状化合物——X-1P来提高润滑剂的热稳定性的方法，以及使用纳米粒子的化学机械抛光技术．这些研究成果揭示了现代纳米技术的一些重要特征．     

WC／C固体润滑涂层的滑动摩擦磨损性能研究

在CETR UMT-2摩擦磨损试验机上用Si3N4陶瓷球和纯钛(TA2)球作为对磨副,对物理气相沉积(PVD)方法制备的WC/C固体润滑涂层进行了球一盘式的滑动摩擦磨损实验.利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDX)对磨损表面进行了微观分析,探讨了WC/C涂层的摩擦磨损机理.结果表明:滑动速度对WC/C涂层的摩擦特性影响很大,较小的滑动速度有利于在两种对磨副的磨痕表面形成致密连续的转移膜.Si<,3>N<,4>球作为对磨副时,WC/C涂层的损伤主要表现为剥层及氧化磨损;纯钛球作为对磨副时,涂层损伤表现为轻微的磨粒磨损和氧化磨损,WC/C涂层拥有良好的抗钛粘着性能.     

316L不锈钢沟槽型表面微织构减摩特性实验研究

采用激光微加工技术在316L不锈钢光滑表面上进行沟槽型织构化处理。在往复式摩擦磨损试验机上利用柱-平面接触方式对沟槽型织构和光滑表面进行摩擦磨损对比实验,重点考察了激光表面织构参数对其摩擦性能的影响,同时通过扫描电子显微镜对磨斑形貌进行了分析。结果表明,与未织构试样相比,织构化表面的摩擦因数均有不同程度减小且表现得更为稳定、磨损相对轻微,这是由于所制备的表面微坑起到了储存润滑介质并捕获磨屑的作用;织构条纹的结构参数对摩擦磨损有重要影响,随着沟槽宽度和沟槽间距的增大,摩擦因数均呈先下降后上升的趋势,而当沟槽宽度为100μm和沟槽间距为200μm时减摩抗磨性能最佳;此外,研究表明接触载荷对织构化表面摩擦因数的影响较小,织构化处理对高负载环境下的减摩抗磨性能影响更加显著。     

热镀锌钢板表面润滑处理及其摩擦特性

模具与冲压件间的摩擦磨损性能极大地影响冲压件的质量。为了提高汽车用热镀锌钢板的冲压成形性能,采用含多种无机离子的润滑剂对热镀锌钢板表面进行润滑处理。通过摩擦因数测量和拉深试验方法分别研究了热镀锌钢板的表面摩擦特性与冲压成形性能。结果表明:经无机润滑处理的热镀锌钢板表面摩擦因数明显降低、具有良好的表面润滑性能与稳定的摩擦特性;拉深试验时其最大拉深力下降、最大拉深杯体高度增大,即钢板的冲压成形性能得到了提高。     

表面织构与DLC涂层复合处理影响材料摩擦特性的研究进展

近些年来表面织构化与表面涂覆技术在提高摩擦学性能方面取得了良好的进展,有越来越多的研究将表面织构技术与涂覆技术进行融合,发现在适当的外界环境下合适的织构化参数与DLC涂层复合处理后显现出优异的摩擦学特性,两者间做到了1+1大于2的效果。表面织构化已经广泛的应用在改善材料摩擦性能等方面,然而其在干摩擦条件下可能并不能起到很好的润滑效果。DLC涂层被世间公认为是有效的固体润滑剂,它具有良好的减摩、抗磨性,但涂层却有着吸附力差的缺点,表面织构可以增大涂层与基材之间的有效结合强度,增加表面的腐蚀能力,进而可以提高涂层的摩擦学性能、腐蚀性能、生物相容性。织构化与DLC涂层的结合可以在航空、汽车、机械等领域得到广泛应用,进而提高产品的性能和可靠性。主要介绍表面织构化与DLC涂层复合改性处理后材料的摩擦磨损特性。并从织构的几何参数、实验条件、接触方式、摄入元素、涂层厚度以及仿真分析等几方面进行阐述。为帮助后续的研究方向提供参考。最后对织构与涂层复合改性方面的发展趋势进行展望。     

多晶硅太阳电池表面激光织构工艺研究

采用激光刻蚀,辅以化学溶液腐蚀对多晶硅片进行了表面织构.利用扫描电镜(SEM)、Helios LAB-rc反射率测试仪和Semilab WT2000少子寿命仪对样品进行了表征.结果表明,多晶硅表面经激光织构后表现出很好的陷光效果,反射率降低为8.0％.激光织构使硅片的少子寿命缩短,通过沉积Al2O3钝化薄膜可改善多晶硅片的电学性能.     

润滑状态下线接触滑动粗糙界面的动摩擦特性研究

滑动粗糙界面的摩擦润滑特性对界面的润滑设计和润滑状态预测具有重要的理论和实际意义。本文通过建立不同润滑状态下的滑动粗糙界面模型,基于界面的法向载荷由润滑油膜和粗糙体共同承担的载荷分配思想,采用Greenwood-Williamson统计模型描述粗糙表面形貌,考虑界面润滑的时变效应和润滑油的粘-压特性,建立了线接触滑动粗糙界面的油膜厚度方程和粗糙体接触压力方程,获得了整个润滑区的润滑油膜载荷比例因子、油膜厚度和摩擦系数随滑动速度的变化关系,推导了界面由混合润滑过渡为液压润滑的临界速度关系表达式,分析了滑动粗糙界面的润滑承载机理,获得了界面油膜厚度、摩擦系数和临界速度随界面形貌参数、法向载荷、润滑油属性参数的变化规律,为机械结构的界面润滑设计、润滑状态预测和润滑优化提供理论和实验参考。     

齿面粗糙纹理方向对齿轮润滑效应的影响

 不同的机械加工方法会形成相异的表面粗糙纹理.为了探析不同粗糙纹理对齿轮传动润滑效应之影响,基于实际测量所获得的一系列粗糙度数值,进行了45组数值计算.计算结果显示：当粗糙度均方根值σ≤0.15 μm时,粗糙度对齿面油膜厚度与接触应力影响甚微;当σ>0.15 μm后,随着σ的增大,纵、横向纹理粗糙齿面接触应力均呈线性规律增加,但前者的接触应力始终大于后者.尤其是当σ≥0.55 μm时,与光滑齿面相比,纵、横向纹理粗糙齿面接触应力分别增大90%和80%;与此同时,纵向纹理膜厚值减低40%,而横向纹理膜厚值增大80%以上.在此基础上,针对纵、横向两种粗糙纹理齿面,分别建立了轮齿接触应力与齿面粗糙度之间的回归方程.最后,给出了横向纹理粗糙齿面的润滑效果要优于纵向纹理粗糙齿面的研究结论.     

离合器摩擦副摩滑过程轴向振动特性研究

通过对摩擦副表面结构特征和接触力学等理论的应用,建立了热变形微观法向单元接触数学模型。采用数理统计和归一化方法,将微观模型转换成宏观数学模型,分析了摩擦副法向弹性接触特性,并引入Kelvin-Voigt(KV)模型,增加黏弹性接触微分算子,构建了包含有应力和应变关系的黏弹性接触属性的数学模型,得到了摩擦副轴向振动数学模型。经仿真分析,获得了摩擦副摩滑过程的振动特性,同时对不同转速条件下的摩擦副摩滑过程轴向振动特性进行了实验测试。经对比分析,结果表明,仿真模型精度达到87%,仿真结果准确。这为进一步深入研究振动特性对摩擦副使用性能和寿命,具有理论研究和工程设计指导意义。     

Time varying mesh stiffness calculation of spur gear pair considering sliding friction and spalling defects

Spalling is one of the common tooth surface failures of gear teeth and is defined as the formation of deeper cavities that are mainly developed from subsurface defects. The time varying mesh stiffness (TVMS) of gear pairs, gives significant information about the health of the system. The change indirection of time varying friction on both sides of the pitch line causes the change of gear mesh stiffness. This article proposes a computer simulation based approach to study the effect of time varying friction coefficient on the total effective mesh stiffness for the spur gear pair. An analytical method to calculate the TVMS of the spur gear for different spall shapes, size and location considering sliding friction is also proposed in this study. The results show that spall shape, size and location are very important parameters that need to be considered for calculation of TVMS and subsequently to know the dynamic response of the gear pair in the presence of a spall.     

水润滑下工程塑料的摩擦磨损性能研究现状

工程塑料是水润滑下摩擦副常用的一类材料,其摩擦磨损性能在很大程度上决定了摩擦副的使用性能.主要介绍水润滑的特点,分析水润滑摩擦副对材料的性能要求,综述水润滑下PTFE、PEEK、PA、PI等常用工程塑料的摩擦磨损性能研究情况,并对特定工况下摩擦副用工程塑料研究提出了建议.     

表面改性纳米粒子在摩擦学领域的应用

概述了无机纳米粒子表面改性的必要性，讨论了纳米粒子的表面改性方法。在此基础上阐述了改性后的纳米粒子在摩擦学领域的研究进展，最后简述了可以适用的纳米粒子种类，指出了纳米粒子改性存在的几点问题。     

Use of biomimetic hexagonal surface texture in friction against lubricated skin

Smooth contact pads that evolved in insects, amphibians and mammals to enhance the attachment abilities of the animals'' feet are often dressed with surface micropatterns of different shapes that act in the presence of a fluid secretion. One of the most striking surface patterns observed in contact pads of these animals is based on a hexagonal texture, which is recognized as a friction-oriented feature capable of suppressing both stick–slip and hydroplaning while enabling friction tuning. Here, we compare this design of natural friction surfaces to textures developed for working in similar conditions in disposable safety razors. When slid against lubricated human skin, the hexagonal surface texture is capable of generating about twice the friction of its technical competitors, which is related to it being much more effective at channelling of the lubricant fluid out of the contact zone. The draining channel shape and contact area fraction are found to be the most important geometrical parameters governing the fluid drainage rate.     

The friction of diamond sliding on diamond

Measurements are reported of the friction of diamond styli polished to a spherical tip sliding over a flat polished diamond surface. Particular attention was paid to maintaining standard conditions during the experiments, particularly the crystallographic orientations of the styli, the flat surface, and the directions of sliding, as well as the conditions of polish. The coefficient of friction was determined for sliding on both (001) and (011) faces, in different sliding directions, and for a range of loads and tip radii. The value of the friction and its variation with the direction of sliding depend quite strongly on the magnitude of the load and the radius of the stylus. However, the present results show that styli of different radii give quite similar friction when sliding under the same mean contact pressure. Hence, apparent discrepancies between previous measurements of the friction may be related to different regimes of pressure in the different experiments. When the stylus slides in the direction of easy abrasion of the flat the coefficient of friction passes through a pronounced minimum value as the contact pressure is increased. This behaviour suggests that at least two mechanisms contribute to the friction. A discussion based on the unusual topography of polished diamond surfaces, shows that the forces and energy losses associated with the friction may arise via at least three different mechanisms. The main features of the present results may be accounted for by two of these mechanisms in which surface asperities either ride over each other or push each other aside. (The third mechansim involving only fracture of the asperities appears to make no significant contribution.)