碳/碳复合材料的载流摩擦磨损性能及机理

在高速载流摩擦磨损试验机上对碳/碳复合材料进行摩擦磨损试验,研究了不同电流、载荷和滑动速度下复合材料的摩擦因数、磨损率及磨损表面形貌,并分析了磨损机理。结果表明:在一定载荷作用下,随电流和滑动速度增大,碳/碳复合材料的摩擦磨损性能先保持良好而后趋于恶化;在电流和滑动速度一定的条件下,较低和较高的载荷都会恶化碳/碳复合材料的摩擦磨损性能;随着摩擦表面温度升高,碳/碳复合材料基体开始氧化流失,碳纤维脱落形成磨屑,从而导致磨粒磨损;随后摩擦表面的高温使磨屑软化,磨屑在机械应力作用下逐渐被碾压成碳膜,形成粘着磨损;磨损表面温度的进一步升高以及高速冲击的作用破坏了碳膜的完整性,从而恶化了碳/碳复合材料的摩擦磨损性能。     

载流条件下黄铜/Al2O3/Cu复合材料摩擦副的摩擦磨损性能

采用内氧化法制备了Al2O3/Cu复合材料,以该复合材料为销试样,黄铜(H62)为盘试样进行载流条件下的干滑动摩擦磨损试验,并对销试样摩擦表面进行微观形貌分析.结果表明:磨损率随着电流、速度和载荷的增大而增加,摩擦因数随着电流的增大而增加,随着速度和载荷的增大而减小;电流较小时摩擦表面具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征,电流较大时以粘着磨损为主;在试验条件下,Al2O3/Cu复合材料的抗摩擦磨损性能显著优越于紫铜.     

波动载荷对C/C复合材料/铬青铜摩擦副载流摩擦磨损性能的影响

借助于HST-100高速载流摩擦磨损试验机,研究载荷的波动大小对C/C复合材料/铬青铜摩擦副载流摩擦磨损性能的影响,利用扫描电镜对磨损表面进行观察分析。结果表明:随着载荷波动的加剧,平均电流逐渐减小,载流效率降低,离线率和电弧能量逐渐增大;C/C复合材料的摩擦因数和磨损率均呈现先减小然后增大的趋势;摩擦过程中的磨损机制逐渐由磨粒磨损转变为磨粒磨损、电气磨损共同作用。     

不同刹车压力下C/C复合材料的摩擦性能与摩擦面研究

采用MM-1000型摩擦磨损试验机对以光滑层、粗糙层为基体炭的2种C/C复合材料在不同刹车压力下的摩擦磨损性能进行了测试。借助微区拉曼光谱和扫描电镜对其摩擦表面的石墨化度与形貌进行了分析。结果表明：以粗糙层为基体炭的C/C复合材料比以光滑层为基体炭的C/C复合材料有更优异的摩擦压力或温度特性。微区拉曼光谱检测证实在摩擦面上粗糙层基体炭相对光滑层基体炭更易变形,所以以粗糙层为基体炭的C/C复合材料的摩擦面在刹车压力达到0.59 MPa时便能形成较厚的摩擦膜,故其摩擦因数能在较高刹车压力下（1.05-1.82 MPa）保持较高的稳定值（0.31）,且磨损适当;而光滑层基体炭C/C复合材料需在刹车压力超过0.82 MPa时摩擦面才能形成较薄的摩擦膜,并且由于其导热系数低,高压刹车时摩擦表面氧化严重,所以高压刹车时其摩擦因数衰减大,线性磨损率大,尤其是质量损失急剧升高。     

不同环境气氛对高速干滑动钢/铜摩擦副磨损机制的影响

利用MMS-1G型高温高速销-盘摩擦磨损试验机,以钢/铜摩擦副为研究对象,研究了不同环境气氛对高速干滑动钢/铜摩擦副磨损机制的影响,应用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)对销试样磨损表面进行分析。结果表明:随着pv值的增加,氧气条件下的磨损机制由粘着磨损转变为氧化磨损;氮气条件下的磨损机制由粘着磨损转变为金属流变和磨粒磨损。氮气气氛条件下的摩擦因数和磨损率均高于氧气气氛条件下的摩擦因数和磨损率。     

大比压油润滑条件下C/C复合材料的摩擦特性

研究C/C复合材料在油润滑下的摩擦磨损性能,测试C/C复合材料在大比压油润滑条件下的摩擦因数,并与干摩擦工况进行对比。结果表明:在载荷500~720 MPa、速度300~1 200 r/min工况下,油润滑条件下C/C复合材料的摩擦因数在0.1~0.17之间,而在干摩擦条件下摩擦因数在0.13~0.27之间,表明在油润滑条件下C/C复合材料表现出更优的摩擦特性;与油润滑相比,干摩擦条件下C/C复合材料表面的碳纤维显现出明显的磨损痕迹,表明C/C复合材料在油润滑条件下具有更好的耐磨性。     

20%C/Cu复合材料的载流摩擦磨损性能

采用冷压成型和热等静压烧结技术制备了20%C/Cu复合材料,研究了它在干摩擦条件下的载流摩擦磨损性能,并分析了它的磨损机理。结果表明:随着载荷增加,载流和非载流条件下的磨损率均逐渐增大,第三体的形成使摩擦因数不断降低;随着滑动速度增大,载流和非载流条件下的摩擦因数呈微小的上升趋势,磨损率则先增大后降低;载流条件下复合材料的摩擦因数和磨损率比非载流时的均有所下降,载流条件下第三体的润滑作用加强,提高了材料的耐磨性;复合材料的磨损过程中存在黏着磨损、磨粒磨损和剥层磨损,且在磨损表面上并未发现电弧烧蚀的痕迹。     

类金刚石表面改性C/C复合材料的摩擦磨损性能

采用等离子体增强化学气相沉积法在C/C复合材料基底表面制备了不同厚度的类金刚石（DLC）表面改性膜;用球-盘对磨的方式测试了C/C复合材料基底和DLC膜在干态下的摩擦磨损性能。结果表明:制备的表面改性膜具有典型的DLC结构特征,均匀致密;随着沉积时间的延长,DLC膜厚度逐渐增大,膜基结合强度依次减小;C/C复合材料基底的平均摩擦因数为0.285 8,磨损率约为1.6×10^-4mm³·N^-1·m^-1,表面改性膜的摩擦因数较基底有较大程度的降低,在0.08～0.27之间,磨损率也降低了1～2个数量级,且沉积时间越长其摩擦因数越小、磨损率越低。     

铜基粉末冶金/Q235B摩擦副载流摩擦磨损性能*

磁浮列车中部分制动闸片在服役时一直处于受流状态,导致材料磨损加剧,影响闸片的服役寿命。为研究中低速磁悬浮列车制动闸片在受流工况下的摩擦磨损性能,以制动闸片使用的铜基粉末冶金材料和刹车盘使用的Q235B材料为摩擦副,研究不同制动速度下铜基粉末冶金/Q235B摩擦副的载流摩擦磨损行为。结果表明：无电流时随着滑动速度的增大,摩擦因数及磨损率整体呈现下降的趋势,载流时随着滑动速度的增大,摩擦因数整体呈现下降的趋势,而磨损率则整体呈现上升的趋势;无电流时磨损后的铜基粉末冶金材料表面覆盖着一层靛色的第三体层,该第三体层低速时主要以颗粒状为主,随着速度的增加逐渐被压实成连续致密状,高速时因黏着磨损加剧使得连续致密状第三体被破环,导致材料的摩擦因数和磨损率呈现反向增长的趋势;载流下磨损后的铜基粉末冶金材料表面出现了以机械磨损为主和以电弧烧蚀为主的2个区域,其中以机械磨损为主的区域依然是由靛色的第三体层组成,而以电弧烧蚀为主的区域表面则覆盖了一层金色熔融状物质,并且随着速度的增大,烧蚀区面积也逐渐增大。     

不同气氛环境中纳米Al2O3／PTFE复合材料摩擦磨损特性研究

利用QG-700高温气氛摩擦磨损试验机, 考察了PTFE及其纳米Al2O3复合材料在干摩擦条件下,在氧气、50%氧气/50%氮气、空气及氮气等气氛环境中的摩擦磨损特性.采用JSM-5610LV型扫描电子显微镜对摩擦表面进行观察,采用EDAX能谱分析仪分析表面成分,研究了干摩擦条件下气氛对复合材料摩擦学性能影响的机制.结果表明:在试验研究范围内,纳米Al2O3的加入可减小PTFE复合材料的磨损量,提高材料的抗磨性能;PTFE和3%Al2O3/PTFE复合材料在氧气环境气氛下的摩擦因数最小,而在氧气和氮气环境气氛下的摩擦因数最大,但磨损量最小;氧气气氛环境最有利于提高PTFE及其复合材料的摩擦学综合性能,氮气环境次之,氧气和氮气环境则有利于增强材料的抗磨性.     

沥青基C／C复合材料及春研究现状

介绍了沥青的组成、性能、热解过程及其作为基体前驱体制作碳／碳复合材料的工艺过程（常压浸渍－碳化工艺和高压浸渍－碳化工艺）。指出了沥青基碳／碳复合材料在抗氧化方面的研究现状、存在的问题及以后的研究方向。     

沥青基C/C复合材料及其研究现状

介绍了沥青的组成、性能、热解过程及其作为基体前驱体制作碳 /碳复合材料的工艺过程 (常压浸渍 -碳化工艺和高压浸渍 -碳化工艺 )。指出了沥青基碳 /碳复合材料在抗氧化方面的研究现状、存在的问题及以后的研究方向     

水润滑下与表面镀Cr40Cr钢配副的C/C复合材料的滑动摩擦磨损行为

水润滑条件下,在M2000型摩擦试验机上测试了3种具有不同基体炭结构的C／C复合材料（C／C）的摩擦行为。结果表明：随载荷增加,3种材料的摩擦因数均先增后降。其中,完全化学气相渗透工艺（CVI）制备的A材料摩擦因数波动幅度最大,在0．04～0．09之间波动;完全树脂浸渍炭化工艺（RI）制备的B材料和CVI＋RI工艺制备的C材料摩擦因数波动幅度小,在0．05～0．063之间波动。3种材料的体积磨损均随载荷增加而增加,其中C材料的磨损最小,在1．7～4．5mm^3之间波动。随时间延长,3种材料的摩擦因数基本保持稳定。SEM观察表明：随载荷增加,材料磨损表面膜逐渐完整。在B材料磨损表面,临近纤维的树脂炭呈环状磨损形貌;在C材料磨损表面,热解炭磨屑呈片状形貌,轴向垂直滑动方向的纤维呈螺旋状断裂形貌。     

A/C轴双摆角铣头发展现状与关键技术

A/C轴双摆角铣头是中、大规格龙门式五轴联动加工中心的关键功能部件。分析了国内外A/C轴双摆角铣头的发展现状,指出了国内现有水平与世界先进水平的技术差距,并详细阐述了该类产品的关键技术,主要包括直驱技术、机械传动消隙技术、旋转轴夹紧定位技术、A轴自动交换技术,几何误差检测与补偿技术,详细阐述了各个关键技术的技术特点以及在A/C轴双摆角铣头中的应用方法,对我国A/C轴双摆角铣头今后的研发工作起到了重要的推动作用与借鉴意义。     

Friction and wear of sintered metallic brake linings on a C/C-SiC composite brake disc

The friction and wear of sintered metallic brake linings on a C/C-SiC composite brake disc were studied. This paper reports on the friction and wear properties of sintered metallic (MMC) brake linings, which appear to combine well with a C/C-SiC brake disc. The friction characteristics were examined with a dynamometer on two different commercial motorcycle brake systems, differing in terms of the brake caliper and the dimensions of the disc. The influence of the components, such as graphite, and the abrasives in the metallic matrix on the formation of the friction layer was investigated using a scanning electron microscope (SEM) equipped with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The friction layer formed on the pad's sliding surface by oxidation wear, which consisted mostly of iron and copper oxides, was confirmed. The friction properties of the sintered metallic brake pads were determined and related to the composition and structure of the brake lining. This investigation of the friction characteristics of a brake couple comprising (MMC) brake linings and a C/C-SiC composite disc will increase our understanding of this material, which works in a completely different way to classical brakes based on metallic discs.     

弹性接触摩擦副的载流摩擦行为*

为了获得弹性接触摩擦副的载流摩擦行为规律,在自制试验机上以丝板副为对象,进行不同丝径下的往复滑动载流摩擦实验,用三维形貌仪和SEM对磨痕形貌进行分析。结果表明:随着丝径的增加,载荷保持率与接触电阻呈现下降趋势,磨损体积呈现上升趋势,磨损高度呈增加趋势,磨损形式为黏着磨损、磨粒磨损和电弧烧蚀;弹性接触载流摩擦副早期失效的主要形式是瞬断,其原因是运行中非均匀磨损、磨屑堆积、弹性器件变形等因素导致弹性器件弹跳和扭转,进而使摩擦副短暂分离;为提高摩擦副寿命,保证合理的实际接触载荷,应减小试样高度方向磨损量,控制载荷保持率,同时提高摩擦副运行的平顺性,减少弹性器件弹跳。     

基于C8051F040的电涡流测功机励磁电流控制系统的开发

电涡流测功机控制系统的主要任务是通过调节内燃机油门位置和测功器励磁电流以控制转速和制动力矩，是决定内燃机台架试验技术水平的重要方面。介绍了一种基于C8051F040设计的一种电涡流测功机励磁电流数字控制系统．给出了系统的硬件总体结构设计和软件设计流程。详细介绍了系统的控制策略以及CAN总线控制器结构。实验证明：整个系统具有性能可靠、精度高、功能强和模块化等优点，同时具有一定的实用性和可扩展性。     

毡基和碳布叠层C/C复合材料的高温力学及抗氧化性能比较

借助三点弯曲、氧化试验和扫描电镜观察,对毡基C/C复合材料的抗氧化性能和高温1973K下的力学性能进行了研究,并和2DC/C复合材料的相应性能作了对比。结果表明:虽然毡基C/C复合材料和2DC/C复合材料的高温力学性能均优于室温力学性能,但毡基C/C复合材料主要以纤维断裂的形式发生弯曲破坏,而2DC/C复合材料主要以基体的层间开裂发生弯曲破坏,所以毡基C/C的弯曲强度、模量较高;另外,毡基C/C复合材料的整体结构可有效抵御热应力开裂,表现为高温条件下具有较强的抗氧化性能。     

电弧能量对C/C复合材料的载流摩擦磨损行为的影响

在自制的销盘载流摩擦磨损试验机上,研究电弧能量对C/C复合材料/铬青铜摩擦副载流摩擦磨损行为的影响,并利用扫描电镜和能谱仪等对磨损表面进行了表征.结果显示,随着电弧能量的增加,C/C复合材料的磨损也随之增加;在较低的电弧能量下,电弧对材料的侵蚀不严重,材料的磨损也不严重,其磨损机制主要表现为磨粒磨损和少量的电气磨损,随着电弧能量的增加,磨损率急剧增加,此时磨损机制主要表现为电气磨损; 在电弧作用下,C/C复合材料的电弧侵蚀机制为蒸发侵蚀和材料转移.