煤岩摩擦过程表面电位特征规律实验研究

实验研究了煤岩摩擦过程中表面电位及其变化规律,初步探讨了煤岩摩擦表面电位变化机理。结果表明:煤岩摩擦过程中有表面电位产生,并且与载荷有较好的对应关系。煤岩摩擦过程分别经历了静摩擦阶段和动摩擦阶段,且动摩擦阶段的表面电位信号强于静摩擦阶段。岩石摩擦过程表面电位信号基本呈正负双向突变,摩擦面两侧表面电位极性相反,具有对称性;煤样摩擦过程表面电位信号基本呈单向突变,摩擦面两侧表面电位极性对称不显著。煤岩摩擦引起表面电位发生变化可由摩擦起电、热电子发射和场致电子发射等机制解释。

离合器摩擦过程中的温度研究

利用传热学的及有限元的理论，建立摩擦对偶盘在工作过程中的导热微分方程及有限元计算方程，计算其工作过程中的温度分布，并在现有的实验台上通过实验加以验证。

摩擦过程中真实接触面积的灰色分析

灰色系统理论是近几年以随机过程为研究对象而形成和发展起来的，在农业和自动控制等方面的研究与应用发展较快．为了使这种理论应用于摩擦学研究领域，从光全反射测量和计算机数值计算两方面，考察了粗糙表面接触时真实接触面积的随机特性，指出摩擦过程中的真实接触面积是一种含有随机成分的变化量，研究目标应当侧重于真实接触面积的变化趋势和范围，而不是它的精确解．在此基础上，首次利用灰色系统理论，分别对静态和动态接触条件下真实接触面积的变化规律进行了灰色分析，建立了精度比较高的预测真实接触面积的灰色模型ＣＭ（１，１）．这种模型对动、静接触面积的计算值与实测值具有良好的一致性。

面接触多体摩擦过程界面特性试验研究

基于前期自制的精密摩擦测试系统,以界面间噪声、摩擦系数等界面特性为研究对象,对Si C金相砂纸和不锈钢试件组成的摩擦副由二体摩擦状态向三体摩擦状态演变的过程进行了实时监测,考察了磨粒粒径、载荷、转速等工况条件对界面特性的影响,并探究了试验后试件表面粗糙度情况。试验结果表明:二体摩擦状态向三体摩擦状态演变过程中,界面间噪声逐渐下降后保持稳定;粒径在15μm^30μm范围内,粒径越小,稳定噪声越大,载荷、转速对稳定噪声的影响不明显,摩擦系数先迅速减小又逐渐增大后趋于稳定;粒径在15μm^30μm范围内,增大磨粒粒径、转速、载荷均会使摩擦系数的稳定状态提前、稳定摩擦系数增大;试验后的试件表面粗糙度与界面间的摩擦系数具有很强的相关性,但基于不同工况条件,这种相关性并不一致;对于变磨粒粒径试验,摩擦系数越大,试件表面粗糙度值越大;对于变载荷试验和变转速试验,摩擦系数越大,试件表面粗糙度值越小。

高温发汗自润滑材料摩擦过程动态特征的元胞自动机模型

基于高温发汗自润滑材料微观结构特征及销-盘摩擦学试验结果,分析了该类材料摩擦过程中摩擦表面的动态演化机理,并在此基础上采用元胞自动机方法建立了该类材料的摩擦过程动态特征预测模型。利用所建立的模型对其摩擦过程中的摩擦因数、摩擦表面形貌及摩擦表面润滑剂分布进行了模拟研究。模拟结果和摩擦学试验结果具有良好的一致性。研究结果可为高温发汗自润滑材料的摩擦学设计提供理论指导。

保压腔对异种金属摩擦焊中摩擦过程的影响

两种强度相差较大的异种金属进行摩擦焊接时，使用保压腔是克服由于软金属的大量塑性变形而给焊接过程带来困难的有效手段之一。本文研究了保压腔参数的变化对摩擦压力和摩擦扭矩的影响规律，并在合适的保压腔参数下得到了高强度的紫铜和纯铝的焊接接头。

磨粒对摩擦过程的影响

目前,关于磨粒摩擦学问题,对固定磨粒、磨损研究得多,而对摩擦系数、运动副间的自由磨粒的摩擦系数和磨损研究得很少。本文对工程机械中常见的、在运动副之间存在的磨粒,即所谓三体自由磨粒的摩擦和磨损进行了试验研究,就有关磨粒尺寸、形状、硬度以及负荷、滑差对摩擦和磨损的影响进行了试验,并对试验结果作了初步分析讨论。作者认为,有磨粒的摩擦机理与干摩擦机理不同,除了磨粒的挤压、切削和啮合作用以外,部分磨粒处于滚动状态对摩擦过程有重要的影响。试验和分析都表明,摩擦和磨损之间既有联系又不能把二者等同起来。有磨粒时的摩擦系数和磨损率总比无磨粒时要大。当磨粒尺寸小于临界尺寸时,摩擦系数和磨损率都随磨粒尺寸的增加而增加;临界磨粒尺寸是一个范围;摩擦和磨损的临界磨粒尺寸也不完全吻合。尖锐的、不规则形状的磨粒,摩擦系数、能量消耗、磨损速度都较大。为了减少磨料磨损,应尽量避免磨粒进入运动副,适当地提高零件材料的硬度,正确选择硬度比。

材料在接触与摩擦过程中电荷转移行为的研究

两种不同的材料在接触、摩擦过程中,表面发生电荷转移,当两物体分开后,表面仍然有等量异号电荷积累的现象,即为接触/摩擦起电。接触/摩擦起电是一种常见的物理现象,在工业中也有非常广泛的应用。但是,在目前关于接触/摩擦起电的研究中,仍然存在很多未知问题尚未解决：

摩擦化学过程及其模型

本文介绍了与工程技术特别是高技术关系密切的摩擦化学过程.对比了力学激励和热激励所导致的化学反应的差别.介绍了摩擦化学这一学科的形成和定义,研究对象及常用方法.对目前比较流行的“热点”模型和“变形”模型的根据和物理实质及各自的缺点做了阐述和分析.

摩擦表面的物理过程与物理现象

材料表面的摩擦、磨损和润滑特性,取决于摩擦表面的形态和接触表面间的力的生成与传递;在摩 擦过程中,表面还将发生一系列的表面物理现象。

超高分子量聚乙烯/纳米TiO_2复合材料的摩擦磨损行为

用热压成型法制备了纳米TiO2填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了复合材料在干摩擦条件下与45#钢配副时的摩擦磨损行为,采用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌。结果表明,填充质量分数为15%的纳米TiO2能显著改善UHMWPE的耐磨性能。纯UHMWPE的摩擦过程中呈现出一次磨合期、一次稳定期、二次磨合期和二次稳定期四个明显的特征。当填充质量分数为15%的纳米TiO2时,UHMWPE基复合材料的摩擦过程中二次磨合特征已基本消失,整个摩擦过程的基本特征主要表现为磨合期和稳定期两个阶段,且磨合时间明显缩短,同时复合材料的磨损表面出现了明显的贫Ti区和富Ti区,其磨损机制主要表现为粘着磨损,局部磨损表面呈现了轻微的塑性变形特征。

1-(2’-O,O-二乙基膦酰乙基)-3-己基咪唑六氟磷酸盐离子液体的摩擦学性能研究

合成了1-(2’-O,O-二乙基膦酰乙基)-3-己基咪唑六氟磷酸盐离子液体,用SRV摩擦磨损试验机评价了所制备离子液体作为润滑剂对钢/铝、钢/钢摩擦副的摩擦学性能。结果表明,合成的离子液体具有优良的润滑性能,摩擦因数低,抗磨性能优良。其作用机理是离子液体在摩擦过程中形成了化学吸附边界润滑膜,有效地起到了抗磨损和提高承载能力的作用。

高碱值磺酸镁清净剂的摩擦学性能研究

在四球实验机上研究了高碱值磺酸镁清净剂的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜和光电子能谱仪对磨 斑的表面形貌和表面膜的元素组成进行了分析,探讨了高碱值磺酸镁的摩擦化学作用机理。结果表明:高碱 值磺酸镁的抗磨性能与其添加浓度有关,高浓度的高碱值磺酸镁具有良好的抗磨性能;这是由于在摩擦过程 中呈胶体分散的磺酸镁无机颗粒在摩擦副表面发生物理沉积和化学反应形成的保护膜能够有效地降低摩擦 副的磨损。

对滑动摩擦热效应问题的认识

众所周知,两个物体在压力作用下相互接触时,真正接触区比表观接触区要小;当两物体相对运动时,在真正接触区内产生摩擦的热效应和机械效应,如生成摩擦热,摩擦副产生磨损,接触表面变形等现象。在摩擦过程中将产生能量消耗,实现摩擦能向热能和机械能的转化,且摩擦的热效应和机械效应总是相互联系和相互影响的,这已成为人们的共识。这些能量变化和材料、形状变化对摩擦系统的性能会有显著影响。

温度测量结果表明日本东北地区近海断层存在低速同震摩擦

断层在滑动时的摩擦阻力控制了地震动力学。地震期间摩擦过程释放热量。因此,地震后的断层温度反映了摩擦程度。日本海沟快速钻井项目(Japan Trench Fast Drilling Project,JFAST)(综合海洋钻探计划((Integrated Ocean Drilling Program,IODP)343和343T勘探)在2011年3月日本东北地区近海MW9.0地震16个月后,在海沟附近的断层带上钻孔安装了钻孔温度观测仪,该断层带在地震中滑动了约50m。运行9个月后,回收了全部的传感器组。结果发现板块边界断层的异常温度为0.31℃,相当于地震时每平方米释放了27 MJ热量。该研究结果的表面摩擦系数0.08明显小于大多数岩石的静态值。

超高真空粘附、摩擦实验装置的研制

本文描述了我们研制的超高真空粘附、摩擦实验装置,实现了超高真空条件下原位分析不同固体表面对粘附、摩擦性能的影响。实验研究证明该装置性能稳定,能满足设计要求。

科学家揭示石墨烯摩擦演化行为机制

自2004年首次被制备以来，以石墨烯为代表的二维材料因其独特的电、磁、热、力学等性质，成为学术界研究的热点。但是对二维材料摩擦过程中展现出的演化行为，迄今传统的微观摩擦理论未能给出一个合理的解释。

摩擦焊在车桥生产中的应用

焊接车桥最重要的焊接部位是桥壳总成与轴头之间的焊接，其焊接质量直接决定着车桥质量的好坏。本文主要介绍了卡车车桥轴头摩擦过程并总结了摩擦焊机焊接的应用特点。

摩擦材料的对偶材质

摩擦材料性能优劣,直接影响制动器和离合器总成的工作质量。然而,也不能忽略对矛盾的另一方——摩擦对偶的研究。国外较先进的摩擦材料公司,都把摩擦对偶材质的研究,列为重点。当然,与汽车厂、拖拉机厂等主机厂对这项目的研究相比,在目的、考虑角度上都不尽相同。为了触发国内同行对此课题的兴趣,笔者从英国明太克司(Mintex)等摩材公司的研究资料中摘述一的。以供共同研讨。