铁磁材料摩擦磁化效应的演化机理研究

采用无磁不锈钢316L销试样和工业纯铁块试样配对,在地磁场条件下进行无润滑摩擦磁化试验.利用Bitter粉纹法观测摩擦滑动界面下亚表层区域的磁畴组织,并结合扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术分析对应区域的微观结构,以揭示界面滑动摩擦引起的亚表层微观结构和对应的磁畴变化,从而阐明摩擦磁化效应的演化过程.结果表明:界面滑动摩擦作用导致亚表层塑性形变累积,引起滑动表面磁场增加;该磁化效应的产生与滑动界面下亚表层区域的微观结构变化诱导的磁畴结构变化有关.上述研究结果为建立通过摩擦磁化效应实现摩擦磨损状态的检测和预测技术提供理论依据.

导磁制动副摩擦磁化行为及机理研究

利用盘式制动器模拟制动试验台,研究了由磁性有机摩擦片与HT250制动盘构造的导磁制动副在制动过程中的摩擦诱导磁化行为,探讨了制动初速度和制动压力对摩擦磁化的影响规律及作用机理.结果表明:制动初速度增大将会导致摩擦面温度升高,致使热退磁效应出现,进而使导磁制动副摩擦磁化感应强度减小,这是削弱摩擦磁化的主要因素;随着制动压力的增大,摩擦面温度略微增加但变化不大,但摩擦表面的摩擦磨损程度逐渐加剧,铁镍元素总含量明显上升,导致导磁制动副摩擦磁化磁感应强度增大,从而摩擦磁化获得增强.研究结果不仅可以为磁控摩擦制动技术的发展提供理论支撑,也可为其他宏观机械和微纳系统界面摩擦磁化研究提供有益理论参考.

不同摩擦工况下40CrMo盘试样表面磁化现象研究

采用316L环块和40Cr Mo圆盘试样组成环块-盘摩擦副进行旋转摩擦试验,研究摩擦过程中40Cr Mo盘试样的摩擦表面磁化现象,探讨滑动速度、载荷对摩擦磁化的影响。结果表明,载荷较大时,随着滑动速度的增大,摩擦表面磁场逐渐增大;随着载荷的增加,摩擦近表面温度迅速上升,摩擦热引发的消磁现象越发明显,摩擦表面磁场增量出现先增后减的变化规律;载荷较大时,摩擦近表面温度会超过150℃后,导致摩擦表面的切向磁场增量减小,甚至出现负值。

铁磁材料摩擦过程中磁化效应机制研究

为探究摩擦过程中磁记忆效应产生机制,采用Bitter粉纹法对摩擦过程中摩擦接触区域的磁畴组织进行原位观测,测量不同摩擦次数及不同摩擦载荷下磨痕表面的磁场变化以及摩擦影响区域内磁畴组织的时效变化。实验结果表明:摩擦过程中磨痕表面的磁场经历剧烈增加、缓慢增加到稳定变化3个阶段;摩擦接触区域内的畴壁在摩擦过程中转向垂直于往复摩擦方向,畴壁厚度和间距增加,畴壁的形态呈现弯曲状,且摩擦载荷为40 N时畴壁的这些变化比载荷为20 N时更加明显;摩擦后的磁畴组织发生时效变化,在静置60天后接触区域内畴壁变化后的状态开始消散,摩擦载荷为40 N时消散程度较20 N时小。

Fe/PTFE复合材料的摩擦诱导磁化及摩擦学性能

研究了Fe/PTFE复合材料在摩擦过程中的摩擦诱导磁化行为,主要探讨了滑动速度、载荷以及填料含量对摩擦磁化的影响.结果表明:随着载荷的增加,复合材料的摩擦诱导磁感应强度呈缓慢上升趋势,载荷超过2.5MPa后会略有下降;而随着摩擦线速度的增加,复合材料的摩擦诱导磁感应强度逐渐变小;此外随着填料含量的增加,复合材料的摩擦诱导磁感应强度逐渐增加.含铁磁性填料的聚合物复合材料的摩擦诱导磁化行为会促进摩擦转移膜的形成和稳定,从而对减小摩擦降低磨损产生有益的影响.

镍/聚四氟乙烯复合材料摩擦诱导磁化的研究

文章利用多功能环境可控摩擦磨损试验机,研究了具有不同镍含量的聚四氟乙烯(PTFE)基复合材料和45号钢干摩擦时的摩擦诱导磁化以及摩擦学性能,考查了镍含量对摩擦诱导磁化和摩擦学性能的影响。研究结果表明:含有镍颗粒的PTFE基复合材料在摩擦过程中能够产生摩擦诱导磁化现象,且摩擦诱导磁化的磁感应强度与镍含量有关;随着镍含量的增加,Ni/PTFE复合材料摩擦诱导磁感应强度逐渐增大,摩擦系数几乎不变,磨损量先逐步减小后迅速增大;摩擦诱导磁化作用在一定程度上对促进转移膜的生成有利,从而有利于改善摩擦学性能。