钛铝碳陶瓷载流滑动下的摩擦磨损行为

研究了高纯度Ti3AlC2块体材料载流滑动下的摩擦磨损行为。试验在盘-块式载流摩擦磨损试验机上进行,以低碳钢盘为摩擦配对物,滑动速度为20～60m/s,法向压强为0.4～0.8MPa,通电电流为0,50,100A。结果表明:Ti3AlC2具有良好的载流摩擦磨损特性,但摩擦系数和磨损率都比无电流时的大,且电流密度越大,摩擦系数和磨损率越大。在滑动速度为20m/s,通电电流为100A,法向压强为0.4MPa的条件下,摩擦系数达到最大值0.35。在速度为60m/s,法向压强为0.7MPa,电流为100A的条件下,磨损率达到最大值8.3×10-6mm3/(N·m)。与相同速度和压强但不通电情况下的摩擦系数0.17和磨损率2×10-6mm3/(N·m)相比,分别增大了大约1.1倍和3.2倍。观察和分析的结果表明:载流条件下摩擦系数的增大与Ti3AlC2摩擦面上TiC和Fe2.25Ti0.75O4及AlFeO3结晶相的生成有关,而Ti3AlC2磨损率的增大主要归因于放电电弧的烧蚀作用。

磺化石墨烯提升受电弓炭滑板材料在常规和潮湿条件下的抗磨性

以磺化石墨烯(SG)为添加剂,采用预模压、热挤压和焙烧等工艺,设计制备了一种新型受电弓炭滑板材料(PCS-1)。结果表明,PCS-1的力学强度和载流磨损性能均明显优于未改性的炭滑板材料(PCS-0)。载流磨损测试显示,与PCS-0相比,PCS-1的抗折强度提高了41.8%,载流磨损率在潮湿和常规环境条件下分别降低了51.0%和50.0%。扫描电镜、偏光显微镜和白光干涉仪等测试揭示了磺化石墨烯的加入显著减少了炭滑板材料的随机裂纹数量,提高了断口表面的致密度,因此抑制了炭滑板材料的电弧侵蚀,从而有效地提高了材料的抗磨性。

磺化碳纳米粉和二硫化钨添加剂对炭刷的微结构调控及磨损性能的研究

为探究磺化碳纳米粉(SCN)和二硫化钨(WS2) 2种添加剂对树脂基炭刷材料抗磨性能的影响,以鳞片石墨粉为导电填料,环氧树脂为黏结剂,采用树脂分散添加剂,经混捏、破碎、冷压成型、固化等工艺制得树脂基炭刷材料,并对其进行性能测试。研究表明,在相同的载流磨损测试条件下,磺化碳纳米粉改性的炭刷材料平均载流磨损率为2.5 mg/h,相较于未加入添加剂的炭刷,其抗磨性能提升了67.7%;WS2改性的炭刷平均载流磨损率为3.35 mg/h,相较于未加入添加剂的炭刷,其抗磨性能提升了56.8%。经碳纳米粉和WS2改性的环氧树脂基炭刷材料其微观结构和抗磨性能均得到了显著改善,具体作用机制可推测是磺化碳纳米粉为力学增强型抗磨作用机制,WS2为减摩润滑型抗磨作用机制。