氮化硅陶瓷-金属摩擦副摩擦学性能研究

用环块磨损试验机，在石蜡基础油及石蜡基础油加０．５％ＺＤＤＰ添加剂的润 滑条件下，对Ｓｉ３ｎＮ４陶瓷－金属摩擦副进行了磨擦磨损试验。用 Ｘ射线光电子能谱 （ＸＰＳ），俄歇电子光谱（ＡＥＳ）和Ｘ射线能谱分析（ＥＤＡＸ）等表面分析技术对摩 擦表面进行了分析，结果表明Ｓｉ３Ｎ４陶瓷－金属摩擦副具有优异的摩擦学特性；在基础 油中加入 ＺＤＤＰ添加剂作为润滑剂后，对增加磨损抗力有明显的效果。这一现象是与 在摩擦表面上形成含Ｓ，Ｐ和Ｚｎ的表面反应膜有关。     

微晶二氧化硅粉体添加剂的抗磨减摩作用

为研究微晶SiO2粉体添加剂的抗磨减摩作用,采用微晶SiO2矿物粉体作为润滑油添加剂,利用AMSLER摩擦磨损试验机研究45#钢摩擦副在添加剂润滑油润滑下的摩擦学特性.磨损后钢环表面的形貌和成分通过扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪进行分析.结果显示:以微晶SiO2粉体为添加剂润滑时在摩擦副表面形成一层陶瓷保护层.相比基础油,在微晶SiO2添加剂润滑油润滑条件下,摩擦副的接触状态由金属之间的摩擦磨损转化为自修复膜层之间的摩擦磨损.添加剂润滑油较基础油润滑条件下的摩擦系数大.摩擦磨损过程中自修复膜层的形成,隔离了金属摩擦副的直接接触,降低了试样磨损失重,具有良好的耐磨性能.     

工程陶瓷与石墨化铸铁配副的无润滑滑动磨损

在室温、不润滑的条件下，使用环块试验机进行了Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ３Ｎ４及ＺｒＯ２与球墨铸铁、灰铸铁配副的滑动摩擦磨损试验。发现陶瓷磨损试验。发现陶瓷磨损体积依次增加的顺序是Ａｌ２Ｏ３→ＺｒＯ２→Ｓｉ３Ｎ４；而铸铁无论与何种陶瓷配副，灰铸铁的磨损体积基本大于球墨铸铁。对磨损后陶瓷表面形貌及能谱分析，发现Ａｌ２Ｏ３表面有大量铸铁转移物，使Ａｌ２Ｏ３磨损量在三种陶瓷中为最小。     

ZTA陶瓷的高温摩擦磨损性能

研究了 4 0 0～ 80 0℃时 ,干摩擦条件下ZTA陶瓷销 /3Cr2W 8V钢盘的滑动摩擦磨损行为 测定了此摩擦副的摩擦系数和销的磨损因子 通过对销磨损面的SEM形貌观察、EP MA微区成分分析及X射线衍射相分析 ,讨论了ZTA陶瓷的磨损机理 试验结果表明 :ZTA陶瓷在 60 0℃时 ,以陶瓷晶粒的脱落和断裂为主要磨损机理 ,表现出比 4 0 0℃时有较大的磨损 ;80 0℃时由于钢盘已高温软化 ,而陶瓷销表面形成半透明无定形膜 ,有利于减少ZTA陶瓷的磨损 ,从而表现出优良的高温耐磨性     

ZTA陶瓷的高温摩擦磨损性能

研究了400～800℃时,干摩擦条件下ZTA陶瓷销／3Cr2W8V钢盘的滑动摩擦磨损行为。测定了此摩擦副的摩擦系数和销的磨销因子。通过对销磨损面的SEM形貌观察、EPMA微区成分分析及X射线衍射相分析,讨论了ZTA陶瓷的磨损。试验结果表明：ZTA陶瓷在600℃时,以陶瓷晶粒的脱落和断裂为主要磨损机理,表现出比400℃时有较大的磨损。800℃时由于钢盘已高温软化,而陶瓷销表面形成半透明无定形膜,有利于减少ZTA陶瓷的磨损,从而表现出优良的高温耐磨性。     

氧化膜对半金属汽车刹车材料摩擦磨损性能的影响

以一种半金属汽车刹车材料为研究对象,分析了按不同比例配入铜纤维后材料摩擦表面氧化膜的生成及其对摩擦磨损性能的影响．结果表明,中温下半金属刹车材料的氧化对摩擦磨损性能起着较为重要的作用,中温下的氧化磨损为其主要的磨损机理．增加铜纤维的含量有利于减少低温下的粘着磨损和中温下的氧化磨损．     

三维网络SiC陶瓷/金属复合材料摩擦性能的研究

以三维网络SiC陶瓷/Fe-Cu合金复合材料作为静片、三维网络SiC陶瓷/40Cr复合材料作为动片,研究了法向载荷、摩擦时间和pv值对该材料体系摩擦因数的影响以及摩擦次数对静片磨损量的影响,并采用金相显微镜观察了复合材料的显微结构和磨损表面形貌,分析了材料的摩擦磨损性能和磨损机理.结果表明:该摩擦副的稳定摩擦因数在0.33~0.35之间,摩擦过程中材料的磨损机理以磨粒磨损和粘着磨损为主,材料表面摩擦形成的氧化层硬度较高,是该材料耐磨性能优良的主要原因.     

氮化硅陶瓷的摩擦磨损特性

采用无压烧结和反应烧结两种方法制备氮化硅陶瓷，利用拴盘式摩擦实验机考察了氮化硅与ＧＣｒ１５球对磨的摩擦损特性，结果表明，虽然氮化硅具有较高的摩擦系数，但磨损率较低，特别是在水和油等介质存在的条件下，氮化硅具有低摩擦和磨损的特性。     

陶瓷磨削中金刚石砂轮磨损形式及其生成原因

设计并进行了模拟金属结合剂金刚石砂轮磨削陶瓷的试验．在扫描电镜下，对金刚石砂轮块磨损形貌进行直接观察研究，揭示砂轮磨损形式．利用摩擦学系统分析方法，对磨削系统中的关键要素，如金刚石砂轮、陶瓷工件、空气介质及冷却液等对金刚石砂轮磨损的影响进行了探讨，研究了金刚石砂轮磨损的生成原因     

纳米MoS_2复合陶瓷层结构与性能

为提高铝合金的表面硬度并降低其在摩擦磨损过程中的摩擦系数,在电解液中添加二硫化钼纳米粒子,利用微弧氧化技术在ZL109铝合金表面制备出含有二硫化钼的复合陶瓷层,且其表现出良好的摩擦学性能.添加二硫化钼纳米粒子后,陶瓷层的表面粗糙度降低,但是硬度未发生明显改变.在摩擦磨损试验中,复合陶瓷层的摩擦系数相对普通陶瓷层有所降低.在二硫化钼纳米粒子质量浓度为5g/L时,陶瓷层的摩擦系数最低,相对普通陶瓷层下降47%.     

陶瓷刀具切削不锈钢的切削性能及其失效机理分析

考察了Ｓｉ３Ｎ４基和Ｔｉ（ＣＮ）基两种陶瓷刀具切削１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢的耐磨性能，对磨损表面进行了观察和分析，结果表明：ＦＤ０３在进刀量为０．１ｍｍ时，磨损值随切速变化比较稳定，在切速１．６ｍ／ｓ时出现最小磨损。进刀量为０．４ｍｍ时，磨损值出现跳跃，ＦＤ０３的主要磨损机制为微崩和粘着剥落；ＦＤ２２在两种进刀量条件下，出现了最佳切削速度（２．２ｍ／ｓ），其主要磨损机制是高温引起的陶瓷粘结剂的熔化导致粘着剥落。     

金刚石弥散TZP陶瓷的摩擦和磨损性能及其磨损机制的研究

在干摩擦条件下,在Ｍ－２００磨损试验机上对金刚石弥散增强ＴＺＰ陶瓷的摩擦和磨损性能进行了观察。摩擦试验表明,金刚石含量愈高,摩擦系数愈低,并且愈稳定。磨损试验还表明,金刚石微粉的添加可显著降低该陶瓷的磨损率。用扫描电子显微镜观察磨痕形貌特征。该陶瓷的磨损是以塑尾切削和微区脆性剥离断裂机制为主。并认为硬度和断裂韧性对改善该陶瓷材料的耐磨性能有重要意义。     

聚醚醚酮在水润滑下的摩擦磨损特性研究

将工程塑料聚醚醚酮（PEEK）与等离子喷涂氧化锆（ZrO2）、不锈钢（2Cr13）和激光熔覆耐蚀合金三种不同的材料组配,通过在摩擦磨损模拟试验机上的试验,得出了相应的摩擦磨损特征量与试验条件之关系,并对磨损后的表面做了微观分析,给出不同材料副的摩擦磨损形成机理．研究发现在水介质中,PEEK与激光熔覆耐蚀合金组配时表现出较好的摩擦学性能,主要磨损机理是微观机械切削;而陶瓷涂层与PEEK副在本实验条件范围内磨损量较大．     

Ce－TZP陶瓷的摩擦磨损特性

本文利用拴盘式摩擦试验机、扫描电镜ＥＤＸ等技术，研究了Ｃｅ－ＴＺＰ陶瓷及含有少量Ａｌ２Ｏ３的Ｃｅ－ＴＺＰ陶瓷与Ｙ－ＴＺＰ对偶小球的对磨情况。实验表明，对陶瓷材料而言，材料的韧性对耐磨性有重要的影响。韧性高，耐磨性好，控制其摩擦磨损的机理是摩擦表面显著的塑性变形及塑性变形片的脱落，表现为沿晶和穿晶断裂。     

Ce—TZP陶瓷的摩擦磨损特性

本文利用拴盘式摩擦试验机、扫描电镜ＥＤＸ等技术，研究了Ｃｅ－ＴＺＰ陶瓷及含有少量Ａｌ２Ｏ３的Ｃｅ－ＴＺＰ陶瓷与Ｙ－ＴＺＰ对偶小球的对磨情况。实验表明，对陶瓷材料而言，材料的韧性对耐磨性有重要的影响。韧性高，耐磨性好。控制其摩擦磨损的机理是摩擦表面显著的塑性变形及塑性变形片的脱落，表现为沿晶和穿晶断裂。     

钎焊陶瓷和金属的钎料作用机理

对以金属铜和活性金属钛为钎料，钎焊陶瓷Ｓｉ３Ｎ４和纯金属铝时，钎料的作用及分布进行了观察和分析．结果表明，钎焊过程中陶瓷和金属之间的界面上，在陶瓷的热电效应的作用下，产生陶瓷侧为负极的热电动势．活性金属钛偏析到陶瓷侧，形成化合物．     

Si_3N_4／3Cr2W8V钢摩擦副滑动摩擦磨损性能

测定了销－盘式热压Ｓｉ３Ｎ４／３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢摩擦副在室温干摩擦磨损条件下的的摩擦系数及Ｓｉ３Ｎ４销的磨损系数．对陶瓷销的磨损面进行了ＳＥＭ显微形貌观察、Ｘ射线分析；并探讨了陶瓷销的磨损机理．研究结果表明：Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的磨损以微区脆性断裂为主要机理．     

配副体积比对干滑动摩擦学特性与表面形貌的影响

由于摩擦热介入摩擦过程 ,金属干摩擦副双方的相对体积比影响材料的干摩擦磨损性能。试验结果表明 :在铸铁 /40Cr钢干滑动摩擦配副中 ,随着盘 /销体积的增大 ,配副的摩擦因数降低 ,磨损率增大 ;不同配副体积比条件下的摩擦表面具有不同的形貌特征 ,高的盘 /销体积比具有犁沟型表面形貌。这种形貌不利于摩擦热从摩擦表面的有效导出 ,从而使摩擦表面具有更高的温度 ;在实际运行条件下 ,对火车闸瓦的磨损速率检测也证明 :配副体积比对闸瓦磨损速率的影响与销盘试验所得研究结果具有相同的规律     

高耐磨聚四氟乙烯复合材料的实验研究

利用MM-200摩擦磨损试验机考察了填充聚丙烯腈的聚四氟乙烯复合材料在干摩擦条件下的摩擦学性能．用扫描电子显微镜对样品的磨损面和转移膜进行了观察和分析．结果表明，聚丙烯腈的加入，使聚四氟乙烯的耐磨损性大幅提高，摩擦系数有所降低；填充聚丙烯腈的聚四氟乙烯样品的对磨面有完整而且不易脱落的转移膜，这是其具有良好耐磨性的主要原因；在复合材料中，聚丙烯腈与聚四氟乙烯有很好的相容性．     

纯铜纳米晶表层摩擦磨损性能研究

采用表面机械研磨（Surface Mechanical Attrition Treatment,SMAT）方法,成功地在纯铜表面制备出厚度约为25μm纳米晶层,最表层晶粒尺寸约为10nm．研究了Cu纳米晶表层在室温条件下滑动及微动摩擦磨损性能．结果表明,在干摩擦滑动条件下,Cu纳米晶表层摩擦磨损性能明显优于普通粗晶Cu．当载荷低于20N时,Cu纳米晶表层稳态摩擦系数低于粗晶铜;在实验载荷范围内,Cu纳米晶表层磨损量低于粗晶铜,并随载荷增大,这种差异逐渐减小．Cu纳米晶表层耐磨性提高主要归于纳米结构高硬度,以及氧化物屑易形成稳定的机械混合层等因素．在微动条件下,Cu纳米晶表层耐磨性明显优于粗晶Cu,其磨损量明显低于粗晶Cu．在干摩擦条件下,Cu纳米晶表层摩擦系数低于粗晶Cu,磨损随载荷与微动频率的变化是连续氧化物磨屑层的形成与破坏过程;在油润滑条件下,Cu纳米晶表层摩擦系数高于粗晶Cu,主要是其高硬度导致油膜破坏引起金属之间局部直接接触造成,其磨损量大幅度下降与其磨损过程中在对磨球上形成转移层密切相关．