考虑摩擦化学反应的活塞环-缸套摩擦力计算模型修正及验证

通过MFT—3000往复摩擦磨损试验机进行了活塞环—缸套摩擦副边界润滑状态下摩擦化学膜摩擦系数的测量。首先,通过适用于试验机的润滑仿真模型得到了能够出现边界润滑状态的工况范围,完成了试验工况的初步筛选,并通过试验对此范围的合理性进行了验证。然后,设置空白对照试验保证试验过程中能够生成摩擦化学膜。最后,通过多因素(载荷、频率及添加剂质量分数)试验测量了活塞环—缸套边界润滑状态下摩擦化学膜的摩擦系数。基于试验结果,在原有摩擦力计算模型的基础上,考虑了摩擦化学膜的影响,补充了边界润滑状态下摩擦化学膜的摩擦系数。结果表明,修正后的摩擦力计算结果更接近试验结果,其平均摩擦力的计算精度提高了9.17%。

Si_3N_4与Si_3N_4-hBN陶瓷配副在水润滑下的摩擦化学行为

利用MMU-5G销-盘式端面磨损试验机考察了蒸馏水润滑条件下Si3N4-hBN(六方氮化硼)复合陶瓷与Si3N4陶瓷配副时的摩擦磨损性能,并分别采用扫描电子显微镜、激光扫描显微镜、X光电子能谱和X射线能谱分析了摩擦面的形貌和物质组成.结果表明:在滴定法水润滑条件下,Si3N4-hBN/Si3N4配副的摩擦因数随hBN含量的增加而显著降低,当hBN体积分数为20%时,摩擦因数降至0.01,Si3N4-hBN的磨损率接近0;在浸入法水润滑条件下,Si3N4-hBN/Si3N4配副的摩擦因数均降至0.01.在滴定法水润滑条件下,磨屑不易被水带走,当Si3N4-hBN与Si3N4配副摩擦时,由于Si3N4-hBN摩擦面上hBN偏聚区域发生脆性断裂和剥落而形成剥落坑,磨屑在剥落坑中堆积并氧化、水解,反应产物富集于剥落坑中,进而在摩擦表面形成含B2O3和SiO2的摩擦化学反应膜,从而保护了Si3N4-hBN和Si3N4摩擦面,使其变得光滑,为发生流体润滑提供了条件.

干摩擦条件下Si_3N_4-hBN复合陶瓷与1Cr18Ni9Ti配副的摩擦学特性研究

利用MMU-5G销-盘式端面磨损试验机考察了干摩擦条件下Si3N4-hBN复合陶瓷与1Cr18Ni9Ti配副时的摩擦磨损性能,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、激光扫描显微镜(LSM)、X光电子能谱仪(XPS)、X射线能谱仪(EDS)、电子探针(EPMA)和X射线衍射仪(XRD)分析摩擦面以及磨屑的形貌和物质组成.结果表明:Si3N4-hBN/1Cr18Ni9Ti摩擦副的摩擦系数随hBN含量的增加而降低,当hBN体积含量为30%时,摩擦系数降至0.03,Si3N4-hBN复合陶瓷的磨损率接近于零.在干摩擦条件下,Si3N4-hBN复合陶瓷与1Cr18Ni9Ti配副时,摩擦表面上形成含SiO2、B2O3和Fe2O3的表面膜,起到良好的减摩作用.

Tribological properties of nano-porous anodic aluminum oxide template

A highly ordered porous alumina template with pores of 45 nm in diameter was synthesized by a two-step electrochemical anodizing process. The influence of pore-enlargement treatment on the porous structure and tribological properties of the film was investigated, and ultrasonic impregnation technology was applied on it to form self-lubricating surface. The structure of the self-lubricating film and its tribological properties were investigated in detail. It can be concluded that the optimum time of pore-enlargement treatment is 20 min. The diameter of the pores and the surface porosity of the film are about 70 nm and 30%, respectively, while the film maintains the property of its high hardness. Under the same friction condition, the frictional coefficient of the self-lubricating film is 0. 18, much lower than that of the anodic aluminum oxide template, which is 0.52. In comparison with the lubricating surface of non-porous dense anodic aluminum oxide template, the lubricating surface fabricated by the ultrasonic impregnation method on the porous anodic aluminum oxide template keeps longer period with low friction coefficient. SEM examination shows that some C60 particles have been embedded in ultrasonic impregnation technology. the nanoholes of the anodic aluminum oxide template by the

一种可实现超滑的混合溶液的摩擦学研究

硼酸是一种弱酸,其化学反应生成的硼酸盐常被用作润滑脂极压添加剂。在本研究中,以硼酸作为添加剂,制备了与甘油聚醚混合形成的水溶液。随后,对混合水溶液的减摩抗磨性能和流变性能等进行试验研究,通过Hamrock-Dowson公式对成膜性能和润滑机理进行了分析,并讨论了溶液浓度,滑动速度,加载载荷,以及甘油聚醚分子量等参数对混合溶液摩擦性能的影响。结果表明:硼酸的加入,在降低了20%甘油聚醚溶液黏度(降低25%)的基础上,获得了稳定的最小摩擦因数为0.0045。膜厚比的计算结果显示在混合润滑条件下进入了超滑状态。分析发现:硼酸和甘油聚醚在摩擦副表面发生酯化反应,生成的含氨化合物可形成稳定的摩擦化学反应膜,同时随着甘油聚醚浓度的提高,其分子碳链末端的羟基可在摩擦副表面形成更稳定的吸附膜,表现出润滑性能的提升,生成的硼酸盐也可进一步改善抗磨性能。作为提高运动系统能量利用率的有效方法,这种改进的混合溶液的液体超滑对于传统机械工程领域和精密机械结构有着巨大的应用价值。