高分子材料的水润滑摩擦磨损特性_俞仲茜

C_C_SiC复合材料的水润滑摩擦磨损特性

核动力工程Nuclear Power Engineering Vol.31. No.6 Dec. 2 0 1 0第31卷第 6 期2 0 1 0年12月文章编号：0258-0926(2010)06-0085-04C/C-SiC复合材料的水润滑摩擦磨损特性高雯1，唐睿1，龙冲生1，王继平2（1. 中国核动力研究设计院核燃料及材料国家级重点实验室，成都，610041；2. 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室，西安，710049）摘要：通过液相气化热梯度CVI法与反应熔渗法（RMI法）相结合，制备出C/C-SiC复合材料；材料密度1.4 ~1.6 g/cm3。

通过环块摩擦磨损实验考察了在水润滑条件下的载荷和摩擦速度对其摩擦磨损特性的影响。

实验结果表明：在水润滑环块式摩擦试验中，摩擦速度对C/C-SiC试样的摩擦系数和比磨损率影响较大：①当摩擦速度小于1.046 m/s时，摩擦系数稳定在0.12左右；②当摩擦速度高于1.046 m/s，摩擦系数减小很快，尤其是当摩擦速度达到2.092 m/s后，摩擦系数减小到0.01~0.02，这与水润滑膜的形成有关；③随着摩擦速度的增加，摩擦系数和比磨损率都有较大减小。

载荷的影响相对较小：随着载荷的增加，摩擦系数和比磨损率都有所增大。

C/C-SiC试样的摩擦磨损过程以磨粒磨损和微凸体断裂机理为主。

关键词：C/C-SiC；水润滑；摩擦磨损中图分类号：TG 148 文献标识码：A1 前言C/C-SiC复合材料兼具C/C复合材料和硅化石墨材料的许多优点[1~4]，如高强度、高耐磨性、抗腐蚀、耐高温、良好的韧性和自润滑性能等。

自20世纪90年代中期开始应用于摩擦领域，迅速成为新一代高性能制动材料[5~7]。

同时，C/C-SiC 复合材料也是一种理想的水润滑轴承材料，有可能应用于潜水泵、轴封泵等领域。

目前，制备C/C-SiC复合材料的常用方法有化学气相渗透法、热压法、前驱体裂解法和反应熔渗法（RMI）等。

超高分子量聚乙烯_纳米TiO_2复合材料的摩擦磨损行为

第 26 卷第 6 期 2010 年 6 月
高分子材料科学与工程
POL YMER MAT ERIALS SCIENCE AND ENGINEERING
Vol. 26, No. 6 Jun. 2010
超高分子量聚乙烯/ 纳米 TiO2 复合材料的摩擦磨损行为
雷毅, 郭建良, 张雁翔
( 中国石油大学机电工程学院, 山东东营 257061)
Fig. 3 SEM pictures of worn surfaces of nano Ti O2 fi lled UHMWPE composi tes( p= 200 N, v= 0 604 m/ s)
2. 2 复合材料磨损表面形貌分析 F ig . 3 分别为填充质量分数 5% 和 15% 纳米 T iO2
通过电动高速搅拌机将纳米 T iO 2 粒子分散于乙醇溶液中, 并加入硅烷偶联剂 KH550 进行表面处理, 经过滤、烘干后得到硅烷偶联纳米填料。采用热压成型法分别制备了不同含量( 质量分数, 下同) 纳米 T iO2 填充 UHMWPE 复合材料( 试样尺寸为 4 5 m m 13 mm) 。用济南试金集团生产的 MMW 1 型立式万能摩擦磨损试验机评价复合材料在干摩擦条件下同 45# 钢盘( 54 m m, 淬火后硬度 H RC 44~ 46, 试验前试样经 800# 水砂纸打磨摩擦表面至表面粗糙度 R a 为 0 2 m) 配副时的摩擦磨损性能; 采用精密电子天平( 感量为 0 1 mg) 测定 UHMWPE 基复合材料销试样的磨损质量损失; 采用荷兰 FE I 公司制造的 QUANT A 200 扫描电子显微镜( SEM ) 观察复合材料磨损表面形貌; 通过美国伊达克斯公司( EDAX) 制造的 EDAX Genesis 2000 型 X 射线能谱仪( EDS) 分析试样磨损表面元素成分的分布。

第六章高分子材料的磨损性能

高分子材料性能学
磨粒磨损示意 (金属与橡胶间）
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p (3 sc )r 2 Hr 2
W r 2L tan
W PL tan PL tan
3 sc
H
高分子材料性能学
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(3)疲劳磨损
在交变应力作用下，橡胶与金属表面微凸接触点处受到周期性变化的应力作用，在相对运动中，刚性微凸使橡胶材料表面发生多次压缩、拉伸、剪切变形，当应力循环次数达到一定时产生疲劳裂纹，进而扩展形成磨屑。
标准试样的磨损量被测试样的磨损量
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高分子材料性能学
6.4 影响高分子材料磨损的因素
(1).微观、细观结构
影响高分子材料次价力作用和粘弹损耗的因素（组成、极性、柔顺性、结晶度、滞后损失和模量）塑料摩擦系数低于橡胶交联密度低，粘弹损耗大，摩擦系数和磨损增大分子链柔性下降，磨损量下降纤维增强复合材料，沿垂直纤维取向方向摩擦，磨损率低；沿纤维取向摩擦，磨损率高
高分子材料性能学
疲劳磨损示意 (金属与橡胶间）
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(4)起卷磨损
橡胶与较光滑的表面摩擦时，若表面具有较高的摩擦系数，发生起卷模塑
是低模量、大变形的橡胶材料特有的磨损形式必要条件：摩擦界面--高摩擦系数
橡胶--低撕裂强度
高分子材料性能学
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高分子材料性能学
6.3 耐磨性及其测量方法
一、材料的耐磨性
高分子材料性能学
28
耐磨性是指材料抵抗磨损的性能，通常用磨损量表示。磨损量愈小，耐磨性愈高。磨损量的测量有称重法和尺寸法两种：
称重法是用精密分析天平称量试样试验前后的质量变化确定磨损量。
尺寸法是根据表面法向尺寸在试验前后的变化确定磨损量。

高分子材料机械密封磨损特性及表面织构的影响

高分子材料机械密封磨损特性及表面织构的影响发布时间：2021-03-17T10:42:09.963Z 来源：《科学与技术》2020年31期作者：乐伟巍[导读] 表面织构具有增大磨损的作用，随着高分子材料弹性模量的增加，表面织构对减少磨损的作用越来越明显，而PET、POM、PA66、PEEK四种材料的表面织构具有减少磨损的作用。

乐伟巍宝胜科技创新股份有限公司江苏省扬州市 225800摘要：本文使用高分子材料和316不锈钢组成摩擦副，在不锈钢表面加工出凹坑型表面织构，经磨损试验表明，对于低弹性模量的UHMWPE，表面织构具有增大磨损的作用，随着高分子材料弹性模量的增加，表面织构对减少磨损的作用越来越明显，而PET、POM、PA66、PEEK四种材料的表面织构具有减少磨损的作用。

关键词：高分子材料；机械密封；磨损；表面织构机械密封是流体机械中用于旋转轴端密封的重要部件，传统的接触式机械密封是利用弹性元件对密封端面施加一定的压力，从而使动静环相互贴紧，以达到密封效果。

为了满足密封端面在相互运动过程中良好的摩擦相容性及物理力学性能要求，通常采用软硬材料组成摩擦副。

密封端面常用的软材料有碳石墨及铜合金，硬材料有合金钢及工程陶瓷等。

一、高分子材料概述高分子材料是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂(助剂)所构成的材料。

人们所接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。

人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。

高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。

此外，高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。

其中，天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。

而合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料，还包括胶黏剂、涂料及各种功能性高分子材料。

摩擦学材料研究方法高分子材料摩擦学第4章磨损特征与机理

Km-与材料性质有关的系数；α-常数；f-摩擦系数； β-表面膜相关的系数；σs-受压屈服极限

材料磨损体积与滑动积累距离成正比在达到临界载荷之前，材料磨损体积与载荷成正比材料磨损体积与较软材料的屈服极限或硬度成反比
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4.2.1 粘着磨损
干摩擦下,粘着磨损现象
➣ 磨屑不是只在硬度较低一方的摩擦面生成，硬度较高一方的摩擦面也会产生磨屑； ➣ 磨屑组成是两摩擦面材料的混合物； ➣ 真实接触部位的长度范围是 1 0 -3- 1 0-2m m ，磨屑的长度范围是
粘着磨损
磨粒磨损
疲劳磨损
7
4.1 磨损及其分类
➣ 腐蚀磨损(corrosive wear)：摩擦面和气体、液体环境发生化学反应而产生的磨损。 ➣ 侵蚀磨损(erosion wear)：含有硬颗粒的流体相对于固体运动，使固体表面受到冲蚀作用而产生的磨损。 ➣ 微动磨损(fretting wear)：两接触表面作微振幅重复摆动所引起的磨损。微动磨损是一种微动疲劳与微动腐蚀并存的复合式磨损。
卸载时
假设接触部位的压缩应力等于材料的屈服应力σs，且转移粒子是直径为d的半球，
转移粒子和摩擦面单位面积上所相当的粘着能量为WAB，伴随着转移的粘着能量转移粒子从摩擦面上脱落成为磨屑的条件是Ee≧Ea，此时转移粒子的直径
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4.2.1 粘着磨损
磨屑尺寸磨屑粒子的直径 d≧(6EWAB/υ2σs2)
磨损
侵蚀磨损
由介质的化学作用引起表面腐蚀，而摩擦中的机械作用加速腐蚀过程-腐蚀机械类
微动磨损
腐蚀磨损
械类
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4.1 磨损及其分类
在实际的磨损现象中，通常是几种形式的磨损同时存在，而且一种磨损发生后往往诱发其他形式的磨损。磨屑疲劳磨损磨粒磨损腐蚀磨损

第五章高分子材料表面摩擦磨损

第六章聚合物表面摩擦磨损

本章主要介绍:
聚合物表面摩擦性能聚合物表面磨损性能

概念:
黏着摩擦和变形摩擦磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损和氧化磨损
聚合物的摩擦理论

摩擦是一种在生活和工作中常见的自然现象。世界上使用的能源大约有1/3～1/2消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。摩擦学（tribology)是研究相对运动接触表面的科学和技术，包括摩擦(friction )、磨损 (wear)和润滑（lubrication）三个分支。

关于穿什么样的泳衣游得更快，人们已探索了许多年。泳者在水中遇到的阻力，与水的密度、泳者的正面面积、摩擦系数及泳者速度的平方成正比，因此减少正面面积和摩擦系数是设计低阻力泳衣的关键。

鲨鱼皮泳衣是人们根据其外形特征起的绰号，其实它有着更加响亮的名字：快皮，它的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。生物学家发现，鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶可以大大减少水流的摩擦力，使身体周围的水流更高效地流过，鲨鱼得以快速游动。快皮的超伸展纤维表面便是完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的。实验表明，快皮的纤维可以减少3%水的阻力，这在1%秒就能决定胜负的游泳比赛中有着非凡意义。

（材料的三大失效：腐蚀、疲劳和磨损）
摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。

摩擦
是相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象；
磨损
润滑
是由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移；
是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。
关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology)。

油酸咪唑啉作为水基润滑剂的摩擦学性能

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＢａｓｉｃＳｃｉｅｎｃｅ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＮａｎｃｈａｎｇＪｉａｎｇｘｉ３３００１３，Ｃｈｉｎａ；
２．ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａＬｕｂｉｒｃａｔｉｎｇＯｉｌＲ＆ＤＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＬａｎｚｈｏｕＧａｎｓｕ７３００６０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｌｅｉｃａｃｉｄｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｗｅｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｗｉｔｈｏｌｅｉｃａｃｉｄａｎｄｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅｔｒｉａｍｉｎｅ，ａｎｄｔｈｅｉｒｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌｐｅｒ — ｆｏｒｍａｎｃｅａｓｗａｔｅｒ — ｂａｓｅｄｌｕｂｉｃｒａｎｔｓｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｏｎｔｈｅＭＲＳ－１０ＡＴｙｐｅｏｆｆｉｃｒｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｔｅｓｔｅｒ．Ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔ
ｂａｓｅｄＬｕｂｒｉｃａｎｔｓ
ＸｉｏｎｇＬｉｐｉｎｇＷａｎｇＷｅｉＭｕＬｉｎＱｉｕＬｉｎｊｕｎＨｅＺｈｏｎｇｙｉ・ＱｉｕＪｉａｎｗｅｉ

水润滑摩擦磨损性能研究

水润滑摩擦磨损性能研究毕业论文写作流程一览表毕业论文是教学科研过程的一个环节，也是学业成绩考核和评定的一种重要方式。

毕业论文的目的在于总结学生在校期间的学习成果，培养学生具有综合地创造性地运用所学的全部专业知识和技能解决较为复杂问题的能力并使他们受到科学研究的基本训练。

毕业论文的撰写主要包括几个方面的内容：1.论文的选题;2.论文写作框架的确定;3.文献综述;4.开题报告;5.论文的撰写。

一、论文的选题选题是论文撰写成败的关键。

因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么〞的问题，亦即确定科学研究的方向。

如果“写什么〞不明确，“怎么写〞就无从谈起。

选题首先要符合专业培养目标，要与所学专业相关;其次，选题要有理论和现实意义，使其论文形成后既有理论支撑，同时要对现实有所促进;再次选题要注意一些有价值的课题，比如本专业的研究空白、有争议的话题，或者从一个新的角度来研究本专业的老话题、与研究领域有关的当前热点问题、新问题、亲自参与实践调查的课题;第四，选题要结合考虑资料的利用。

能找到比较充分的资料来源对于作者写作论文有重要帮助;最后，选题宜小不宜大。

题目范围太大易导致内容空泛，难于驾驭。

(一)论文的选题的依据：1、依据个人兴趣爱好;2、依据个人知识结构;3、依据当前本专业的研究热点;4、依据当前国际国内经济政治局势;5、依据管理学权威刊物的近期发表论文;6、请教他人。

(二)毕业论文的选题原则和要求：1、注重选题的实用价值，选择具有现实意义的题目。

(1)理论联系实际，注重现实意义;(2)要注重选题的理论价值。

2、勤于思考，刻意求新。

(1)从观点、题目到材料直至论证方法全是新的;(2)以新的材料论证旧的课题，从而提出新的或部分新的观点、新的看法;(3)以新的角度或新的研究方法重做已有的课题，从而得出全部或部分新观点;(4)对已有的观点、材料、研究方法提出质疑，虽然没有提出自己新的看法，但能够启发人们重新思考问题。