磁场干涉对不同磁属性材料干摩擦学特性的影响
马氏体不锈钢不同剩余磁场条件下短时干摩擦的摩擦损伤行为研究
马氏体不锈钢不同剩余磁场条件下短时干摩擦的摩擦损伤行为研究刘高远 1 ,王 斌 2 ,李运菊 1( 1. 北京航空材料研究院 ,中国航空工业失效分析中心 ,北京 100095;2. 中国空空导弹研究院 ,洛阳 471009)[摘 要 ] 本文研究了马氏体不锈钢磨削加工产生的剩余磁场对其短时干摩擦过程中摩擦系数的影响 。
结果表明 :剩余磁 场对摩擦行为的影响与外加载荷有关 ,当外加载荷较低时 , 摩擦系数随剩余磁场强度的升高无明显变化 ; 随外加载荷的升 高 ,剩余磁场强度对摩擦系数的影响作用增大 ;当外加载荷较高时 ,摩擦系数随剩余磁场强度的升高而增大 ; 在短时摩擦过 程中 ,随着剩余磁场强度的升高 ,摩擦界面吸附磨损颗粒的能力增强 ,加速了摩擦界面的磨粒磨损 ,使摩擦系数升高 。
[关键词 ] 剩余磁场 ;短时干摩擦 ; 摩擦系数 ; 马氏体不锈钢 ;磨粒磨损[文章编号 ] 1673 2 6214 ( 2007 ) 02 2 0020 2 04[中图分类号 ] TG 142. 24 [文献标识码 ] A Shor t - t i m e D ry Fr ic t i on D am a g e Beha v ior of M a r t en s i te S t a in le s s S t ee l D ifferen t Rem n an t M a g n e t i c F ie l dL I U Gao - yuan 1 , W AN G B i n 2 , L I Yun - j u 1in( 1. Fa i lu re A n a l ysis C e n t er of A vi a tion Industries of C h i na, B eijing Institu t e of A e r onau tica l M a teria l s, B e ijing 100095, Ch ina ;2. Ch ina A ir bo rne M issile A c ade m y, L uoyang 471009, Ch ina )A b stra c t: I n th is p ap e r , influence of rem n an t fie ld in ten sity re su lted fr om grind ing p r oce ss on fric tion coeffic ien t of m a r ten s ite sta in le ss stee l in the cond ition of sho rt - ti m e d ry fric tion wa s inve stig a ted . The re su lts show tha t the effec t of rem nan t m a g ne t i c fie ld in ten sity on the fric t ion wa s co rre la ted w ith the l o ad . W hen the load wa s l o we r, the re wa s no eviden t chang e on the fri c t i o n coeffic ien t . Howeve r when the load wa s h ig he r, the effec t of rem n an t m ag ne tic fie ld in ten sity becam e eviden t w ith the inc r ea s i n g load . The cau s e fo r such an effec t wa s tha t wea r p a r tic l e s we r e ea s ily ab s o r bed in the fric t ion in t e r face w i th the inc r ea s ing m a g ne t 2 ic fie ld in t en s ity, wh i ch acce l e r a t ed the p roce s s of ab r a s ive wea r , and in duced the fric t ion coeffic i en t inc r ea s ed .Key word s : rem n an t m a g ne t ic fie l d; sho r t - ti m e d r y fric t i o n; fric t ion coeffic i en t ; m a r ten s ite sta i n l e s s stee l ; ab r a s ive wea r 很大 。
磁场强度对45钢摩擦磨损性能的影响
［ １ ４—１ ５ ］ 研 究 发现 ： 磁场 能够 提 高 中碳 钢摩 擦磨 损 性 能 ， 随着 磁场 强 度 的增 加 ， 摩 擦 因数 和 磨 损率 呈 降
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈ１ １ ７ 文 献 标 志码 ： Ａ
０ 引 言
随着 电磁技 术应 用 范 围的不 断扩 大 ， 越 来越 多 的 机 电设 备 运 行 于 磁 场 中 ， 如 电机 、 电磁 制 动 、 离合 器、 电磁 炮 发射装 置 以及 航空 母舰 上 的舰 载机 电磁 弹射 器 等 。 。这些 设 备 中运 动 部件 的使 用 寿命 往 往直接 影 响着整 个 机械装 置 的安 全稳 定 运 行 。为 分 析 磁 场对 材 料 摩 擦 学 性 能 的 作 用 机 制 以及 影 响规
性 能 的主要 因素 … ， 因此 ， 一 些学 者研 究 了磁 场强 度对 钢 铁 材料 摩 擦 磨损 性 能 的影 响 。文 献 ［ １ ２ ］ 研 究 发现： 磁 场使 中碳 钢 的磨损 率减 小 ， 摩 擦 因数增 大 ， 且 随着 磁 场 强 度 的增 大 ， 摩 擦 因数 递 增 。文 献 ［ １ ３ ］
Ｖ０ １ ． ３ ８ Ｎｏ ． ３
Ｊ ｕ ｎ．
２ ０ ｌ ７
文章编号 ： １ ６ ７ ２— ６ ８ ７ １ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３— ０ ０ ０ １ — ０ ５
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ５ ９ ２ ６ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ６ ７ ２— ６ ８ ７ １ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ３ ． ０ ０ １
超强磁场对材料的相变行为影响研究
超强磁场对材料的相变行为影响研究一、引言近年来，随着材料科学的发展，人们对于材料的相变行为进行了更加深入的研究。
而超强磁场作为一种重要的外场条件，被广泛应用于材料研究中。
本文将探讨超强磁场对材料的相变行为的影响，并总结相关研究成果和发现。
二、磁场强度对相变的影响磁场强度是超强磁场对材料相变行为的主要影响因素之一。
各种材料在不同的磁场强度下表现出不同的相变行为，如顺磁材料的磁化率随磁场强度的增加而增大。
实验发现，在高强度磁场下，材料的相互作用程度增强，晶格结构发生变化，从而导致了相变行为的改变。
三、超强磁场对晶格结构的影响超强磁场对材料晶格结构的影响是导致材料相变行为改变的重要原因之一。
研究发现，当材料处于超强磁场中时，晶格常数发生变化，晶胞体积随之改变。
这种变化会触发材料的相变行为，例如金属材料的铁磁-顺磁相变、铁电材料的铁电-无铁电相变等。
四、超强磁场对磁性材料的影响超强磁场对磁性材料的相变行为影响较为显著。
磁性材料的相变行为受到磁矩和外磁场之间的相互作用的影响。
超强磁场可以改变材料内部的磁矩分布和排列方式，从而影响材料的磁性相变行为。
例如，在高强度磁场下，铁磁材料的铁磁-顺磁相变温度可以显著下降，而顺磁-铁磁相变温度可以显著提高。
五、超强磁场对其他材料性质的影响除了影响材料的相变行为外，超强磁场还可以对其他材料性质产生影响。
例如，超强磁场可以改变材料的热导率、电导率等物理性质。
实验研究表明，在超强磁场下，某些材料的热导率可以显著增加，而电导率可以显著降低。
这些改变与材料的电磁性质和磁矩分布的变化密切相关。
六、可控超强磁场技术的应用随着超强磁场技术的发展，人们可以通过可控超强磁场技术实现对材料相变行为的精确调控。
借助可控超强磁场技术，可以实现对材料的磁矩排列、晶格结构等参数的精确调控，从而实现特定相变行为的控制。
这对于材料的设计和合成具有重要意义。
七、未来发展方向超强磁场对材料的相变行为影响研究的发现为材料科学的发展提供了新的思路和方法，但仍然存在一些问题亟需解决。
磁场对材料性能的影响及应用研究
磁场对材料性能的影响及应用研究
磁场是一个具有强大影响力的物理现象，已经被应用于多种工业领域中，并且
磁场还可以对材料的性能产生积极影响。
这些影响和应用是我们需要研究的领域。
在本文中，我们将详细探讨磁场对材料性能和应用的影响。
磁场会影响材料的物理结构，从而影响材料的性能。
在较强的磁场下，材料中
的电子会受到磁场的作用力，并且在材料中自由移动。
当磁场的方向与电子自旋的方向相反时，这些电子就会出现自旋重合，这进一步影响材料的特性。
以保护环境的技术为例，我们可以使用磁性材料来从水中除去危险物质，磁性
材料可以通过磁场将有毒有害物质从水中引出并从水中除去。
磁性材料也可以用作吸附剂，在高磁场下，吸附剂可以提高对目标物质的吸附力。
除了这些应用，磁场对材料的影响还可以用于改善其他材料的特性。
比如说，
磁场可以使材料的硬度增加。
当材料在较强磁场下反复压缩和松弛时，材料的晶粒会得到整合和增长，这就增加了材料的硬度。
同时，磁场还可以用于提高涂层显色性能。
在磁场作用下，涂层中的颗粒有序
排列，这样可以提高涂层显色的稳定性并给人眼带来更多惊喜和美感。
在科学技术的领域，磁场对于材料的影响不仅仅是戏剧性的改善，还有某些领
域的创新和突破。
比如，磁场透镜就是一种创新的光学材料，它增加了光子的动量，使其具有更高的能量，从而创造出前所未有的科学突破。
总之，磁场对于材料的影响是多种多样的，从磁性材料到涂料、硬度和光学材料，它在各种领域的应用十分广泛。
在未来，我们将继续深入研究磁场对材料性能和应用的影响，来创造更多的创新和奇迹。
磁场与磁性材料的相互作用
磁场与磁性材料的相互作用磁场是我们日常生活中经常遇到的现象之一，而磁性材料则是磁场作用的重要对象。
磁场与磁性材料之间存在着复杂而有趣的相互作用关系，本文将对这一关系进行探讨。
一、磁场的基本原理磁场是由具有磁性的物质产生的一种特殊力场。
根据安培定律，电流通过导线时会产生磁场。
磁场的强度用磁感应强度表示，单位为特斯拉。
磁场的方向则是从北极指向南极。
二、磁性材料的基本特性磁性材料是通过自身的微观结构使得其具有磁性的物质。
根据磁性的不同，可以将磁性材料分为铁磁性材料、抗磁性材料和顺磁性材料。
1. 铁磁性材料铁磁性材料是指具有自发磁化特性的物质。
铁、镍和钴是典型的铁磁性材料，它们在外部磁场的作用下会自发地形成磁畴，并且会保持一定的磁化强度。
2. 抗磁性材料抗磁性材料是指在外部磁场作用下会产生与磁场相反的磁化强度的物质。
铜和银是典型的抗磁性材料，它们在外部磁场下会形成磁对称结构，减弱外部磁场的影响。
3. 顺磁性材料顺磁性材料是指在外部磁场作用下会产生与磁场相同方向的磁化强度的物质。
铝和锂是典型的顺磁性材料，它们的磁化强度与外部磁场成正比，但磁场消失后不保持磁化状态。
三、磁场对磁性材料的影响1. 磁场对铁磁性材料的影响铁磁性材料在外部磁场作用下会发生磁化。
当外部磁场作用时，铁磁性材料的磁化强度会增加，而当外部磁场消失时，铁磁性材料会保持一定的磁化强度，即产生剩余磁化。
2. 磁场对抗磁性材料的影响抗磁性材料在外部磁场作用下会产生反向磁化。
当外部磁场作用时，抗磁性材料的磁化强度会减小，而当外部磁场消失时，抗磁性材料会恢复到原来的磁化强度。
3. 磁场对顺磁性材料的影响顺磁性材料在外部磁场作用下会产生与磁场相同方向的磁化。
当外部磁场作用时，顺磁性材料的磁化强度会增加，而当外部磁场消失时，顺磁性材料不会保持磁化状态。
四、磁性材料对磁场的影响除了磁场对磁性材料的影响外，磁性材料也可以对磁场产生一定的影响。
1. 铁磁性材料对磁场的影响当磁性材料中存在铁磁性物质时，磁场的磁感应强度会增强。
强磁场下材料性能的研究与探索
强磁场下材料性能的研究与探索引言：材料科学的发展离不开对材料性能的研究与探索。
然而，传统的试验方法往往受限于环境因素和仪器设备，导致研究结果的局限性。
而近年来，强磁场技术的进步为材料性能的研究提供了全新的思路和途径。
第一部分：强磁场对材料的影响强磁场具有独特的物理性质，对材料的性能有着重要影响。
首先，强磁场能够改变材料的磁性。
磁性材料在强磁场下可能呈现出不同的磁性相，例如铁磁材料在强磁场下可能发生顺磁-铁磁相变。
其次，强磁场还可能改变材料的力学性能。
研究发现，一些材料在强磁场下表现出超弹性或超塑性行为，具有更高的强度和韧性。
此外，强磁场还可能改变材料的电学性能、热学性能等。
第二部分：强磁场的作用机制强磁场对材料的影响主要通过以下几个方面的作用机制实现。
首先，强磁场能够改变材料中的电子结构，导致电子在晶格中的排列和运动方式发生变化。
其次，强磁场对材料的磁矩产生力矩作用，从而影响材料的磁性。
此外，强磁场还可以影响材料中的磁晶畴结构和磁畴壁移动，从而影响材料的磁性和力学性能。
第三部分：强磁场下材料性能的调控强磁场的应用可以有针对性地调控材料的性能。
首先，通过调控强磁场的强度和方向，可以实现对材料磁性的调控，例如实现铁磁-顺磁相变或调控磁畴结构。
其次，通过调控材料的组成和微观结构，可以实现对材料电性、热学性、力学性等性能的调控。
此外，强磁场还可以与其他外场（如温度、压力等）相结合，实现更加精准的性能调控。
第四部分：强磁场下材料性能的应用强磁场下材料性能的研究与探索不仅有基础科学意义，还具有很大的应用潜力。
首先，强磁场下材料性能的调控可以用于改善现有材料的性能，例如提高磁存储材料的磁化强度和稳定性，提高超导材料的超导临界温度等。
其次，强磁场下材料性能的研究也可以为新型材料的设计和开发提供指导，例如设计出具有特定磁性、力学性等性能的新型功能材料。
结论：强磁场下材料性能的研究与探索是一个新兴的研究领域，对材料科学发展具有重要意义。
磁场对材料性质和相变的影响
磁场对材料性质和相变的影响磁场是我们日常生活中经常接触到的一种物理现象，而它对材料性质和相变的影响则是一个不容忽视的领域。
磁场的作用可以改变材料的电子结构、磁矩和磁性等方面的特性，从而导致材料的性质发生明显的变化。
本文将从不同角度探讨磁场对材料性质和相变的影响。
首先，磁场可以通过改变材料的电子结构来影响其性质。
磁场与电子的自旋和轨道磁矩相互作用，从而改变了材料中电子的能级分布。
这种改变可以导致电子在材料中的不同能级发生重新分布，进而改变了材料的导电性、磁性和光学性质。
例如，当材料处于磁场中时，电子在能级间发生跃迁的能量差将发生变化，这将导致材料的光谱特性发生明显的变化。
因此，磁场对材料的电子结构具有直接的影响，从而影响了材料的物理性质。
其次，磁场也可以改变材料的磁矩。
磁矩是材料中自旋和轨道运动电子带来的微观磁性体现，磁矩的改变会直接影响材料的磁性。
当材料处于磁场中时，磁场将与材料中的磁矩相互作用，进而改变材料的磁矩分布和磁性。
例如，磁场可以使材料中的磁矩重新排列，形成有序的磁结构，从而改变材料的磁性质。
此外，磁场还可以改变材料中磁矩的翻转过程，影响磁矩的稳定性和磁滞行为。
因此，磁场对材料的磁矩具有显著的影响，从而影响了材料的磁性质。
此外，磁场对材料的相变也具有重要影响。
相变是在特定条件下材料内部原子或分子排列发生明显变化的过程，其中包括固态到液态、液态到气态、晶体相变等多种形式。
磁场可以通过改变材料的自由能和相互作用强度来影响相变。
当材料处于磁场中时，磁场将改变材料的自由能分布，进而改变相变的发生温度和相变速率。
此外，磁场还可以控制材料中相变的方向和过程。
例如，磁场可以调控材料中的磁相互作用，从而影响晶格畴的形成和演化，进而影响相变的启动和传播。
因此，磁场对材料的相变具有重要的影响，可以用来控制和优化材料的相变行为。
综上所述，磁场对材料性质和相变的影响是一个非常广泛且复杂的课题。
磁场通过改变材料的电子结构、磁矩和相互作用等方面的特性，可以导致材料的性质发生明显的变化。
水平磁场对滑动摩擦界面磨屑行为及振动噪声特性的影响
水平磁场对滑动摩擦界面磨屑行为及振动噪声特性的影响摩擦过程中产生的不稳定振动和噪声对工业生产和人类生活有不可忽视的负面影响。
为此,学者们对摩擦振动噪声进行了大量的研究以期找到有效的减振降噪方法。
目前,学者们发现改变摩擦界面特征、摩擦材料、系统参数和摩擦环境可以影响摩擦振动噪声,但前三者可能会对摩擦系统及其工况造成较大的改变,而摩擦环境则不会。
磁场作为一种摩擦环境己经被研究发现对摩擦磨损有一定的影响。
考虑到摩擦磨损与振动噪声之间的联系,磁场环境可能也会影响摩擦振动噪声。
因此,研究磁场环境下的振动噪声特性,探究磁场影响摩擦振动噪声的机理,并应用磁场实现减振降噪十分具有创新性,对探寻减振降噪的方法具有重大的理论指导和实践意义。
本文首先在摩擦磨损试验机的基础上设计了一个磁场施加装置以提供稳定的水平磁场,然后选取了三种球盘摩擦副,即钢球-铝合金盘、碳化硅球-锻钢盘和钢球-锻钢盘,进行了磁场对不同磁属性摩擦副摩擦振动噪声影响的试验,并结合磁场下磨屑的堆积行为差异探究了磁场影响摩擦振动噪声的机理。
在得出水平磁场具有减振降噪能力的结论后,提出了吹气和添加磁场两种通过清除磨屑实现减振降噪效果的解决方案,进行了两种解决方案下的钢球-锻钢盘摩擦副摩擦振动噪声试验,对比评估了两种解决方案减振降噪的效果,并解释了其效果差异的原因。
主要结论如下:1、磁场对三种摩擦副振动噪声影响的试验结果表明,添加磁场可以大幅降低钢球-锻钢盘的摩擦振动噪声,但无法明显降低钢球-铝合金盘和碳化硅球-锻钢盘的摩擦振动噪声。
此外,试验中的摩擦噪声是由于摩擦引起的不稳定振动激起了系统的某一个频率而产生的。
2、磁场能吸走钢球-锻钢盘上的铁磁性磨屑使摩擦界面变得干净。
而堆积在磨痕里面的磨屑由于被大量地吸走使得摩擦界面更平顺,摩擦系统变得更稳定,摩擦振动噪声的强度也因此被降低。
由于磁场不能对钢球-铝合金盘和碳化硅球-锻钢盘的磨屑堆积情况造成大的改变,磁场的添加无法明显降低这两种摩擦副的摩擦振动噪声。
超强磁场对材料的影响
超强磁场对材料的影响超强磁场是指磁感应强度超过数百万高斯的磁场，其对材料具有强烈的影响。
本文将探讨超强磁场对材料的影响，分为以下几个方面：一、磁化率的变化磁化率是材料在磁场作用下磁化程度的指标。
当材料处于强磁场中时，其磁化率会发生明显变化。
在低磁场下，一些材料的磁化率很小，但在超强磁场下，磁化率会急剧增大。
这种现象被称为“魔磁化”。
二、电阻率的变化在超强磁场下，材料的电阻率也会发生变化。
对于一些金属，其电阻率会随着磁场的增强而减小，而对于另一些金属则相反。
这种现象被称为“磁电阻效应”。
三、超导性的改变超导性是一种神奇的物理现象，指的是当材料的温度降至某个临界温度以下时，它会表现出完全没有电阻的特性。
超强磁场可以改变材料的超导性质。
在一些超导体中，磁场的存在会破坏超导状态，而在另一些超导体中，则可能发生自发磁化，形成磁性超导体。
四、光学性质的变化超强磁场也会对材料的光学性质产生影响。
在磁场的作用下，材料的折射率会发生变化，从而改变了光线的传播方向和速度。
在极端情况下，材料的对光性质可能会消失，即折射率为零，这被称为“磁光消失”。
五、材料中微观结构的变化超强磁场还会改变材料中的微观结构。
在一些晶体中，磁场的作用会使晶格结构出现畸变，形成特殊的磁序。
此外，磁场还可以影响材料中的原子、离子、分子等微观粒子的运动和排列方式，从而改变材料的性质。
总之，超强磁场可以对材料的各种性质产生明显的影响。
这种影响涉及到材料物理、化学、光学等多个领域，具有一定的理论和应用意义。
在今后的研究中，我们可以进一步探索超强磁场对材料性质的影响机理，为新材料的研发和应用提供新的思路和方向。
超强磁场下材料的性质与变化
超强磁场下材料的性质与变化随着科学技术的不断发展，人们对于材料性质的探究也在不断加深。
其中，关于材料在超强磁场下的特性研究，引起了许多科学家的极大兴趣。
首先，本文将会解释磁场对于材料的影响，随后将会介绍磁场强度对材料的影响，并介绍磁场加强后，材料的电学和力学特性的变化。
磁场对于材料的影响:磁场是由物质产生的现象，当电子在运动时，会产生电流，再根据安培定律，电流周围会产生磁场。
因此，材料的磁学属性是由它所包含的原子和分子之间交互作用的结果。
磁场强度对于材料的影响:当材料处于强磁场中，磁化强度增加，自身产生的磁场也变强。
因此，当物质本身的磁性较弱，处于强磁场中时会变得更加磁性。
反之，当物质本身的磁性较强时，处于强磁场中磁化强度仍然会增加，但增加的程度要小于磁化弱的材料。
因此，强磁场可以使本来不具备磁性的材料表现出一定的磁性。
材料的电学特性:强磁场的存在，会改变材料本身的导电性。
多种材料，比如金属，半导体以及氧化物都会受到磁场的影响，导致其电性质发生变化。
例如金属材料，当处于强磁场下时，将出现何谓“鸭子口状导电状态”。
这种状态下的电流表现的不再是等电位线了，它变成了鸭嘴状。
一些高温超导材料，在强磁场的影响下，电子会发生更加复杂的行为，将产生一些奇特的现象。
材料的力学特性:在强磁场作用下，材料的力学特性也会发生变化。
例如，在一些材料中，每个原子都周围都有电子云，其中的电子云是可以向磁场静电伸展的。
因此，当外加磁场强度增加时，电子云周围的吸引力也越来越大，因而会改变材料的构形。
此外，在强磁场下，一些高能粒子产生的辐射也会对材料的结构造成影响。
具体的，不同的材料对于不同的磁场产生的反应是独立而快速的。
这表明，在未来的磁通量行业中，将会有许多有趣的现象和新的物理效应出现。
结论:总之，在磁场影响下的材料研究，是自发的物理领域。
由磁场控制的物理作用，为探索新材料，提供了全新的实验场所。
磁场顺应材料的簇拥，凝结物性发生变化，进一步推动了先进材料科学以及磁通量科学技术的发展。
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月 2012 年 12 月
魏永辉等：磁场干涉对不同磁属性材料干摩擦学特性的影响
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前言
磁场环境下的干摩擦是摩擦学研究中一个新 分支的研究方向，主要研究磁场环境对摩擦副的干 [1-3] 摩擦磨损特性的影响机制和规律 。 磁场干摩擦学 1944 年前苏联人曾试 的研究始于 20 世纪 40 年代， [4] 验用磁化的办法提高切削刀具的耐磨性能 。随后 [4] [5] [6] [7] [8-9] 前苏联 、印度 、日本 、法国 和中国 等开展 了相关的研究项目，把磁场干摩擦学的研究扩展到 更广阔的干滑动摩擦学领域。 2010 年 12 月，美国新试射了先进的的动能杀 伤武器——电磁炮
(1. School of Mechatronics, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072; 2. School of Materials Science and Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003)
表1
材料 C W18Cr4V 40CrMoA 2Cr13 0.79 0.35～0.45 0.16～0.25 Si 0.21 0.15～0.4 <1.0 Mn 0.15 0.4～0.7 <1.0 Cr 4.20 1.0～1.5 12～14 Mo 0.11 0.5～0.8 —
铁磁性材料选择高速钢 (W18Cr4V) 、结构钢 (40CrMoA) 和铬钢 (2Cr13) ，硬度分别为 HRC60 、 HB190 和 HB148，其化学成分如表 1 所示。顺磁性 材料选择了钛合金(Ti6Al4V)和铝合金(2A02-Al)， 硬 度分别为 HRC32 和 HB150，其化学成分如表 2 所 示。抗磁性材料选择 59-锌黄铜，硬度为 HB100， 其化学成分如表 2 所示。将以上各材料分别加工出 5 对销、环试样，环试样尺寸为30×42 mm，销试 样尺寸为7×15 mm，销-环接触方式如图 1 所示。
Abstract：The influence of magnetic field on dry-sliding friction and wear characteristics of materials with different magnetic properties is presented and studied systematically. The formulas of magnetic field interference factor are defined. The relationship of affecting degree of magnetic field and materials magnetism is analyzed. The results show that on the whole, under interfering of magnetic field, the dry tribological properties of material and their magnetic permeability have a certain corresponding relationship; The affecting degree of magnetic field increases with magnetic permeability of materials enlarging. When the difference of relative magnetic permeability of materials between friction pairs is too large, it is not conducive to play the reducing effect of magnetic field on friction and wear. Due to the affecting of different chemical properties (compositions), mechanical properties and thermal conductivity of materials as well as matching, obvious system dependent appears. In the aspect of wear rate, with exerting and increasing of a magnetic field, the wear-resistance of ferromagnetic materials is improved, of which the diamagnetic materials exacerbates. For paramagnetic materials, whose wear-resistance deteriorates when matching with ferromagnetic material, improves when matching with diamagnetic materials. In the aspect of friction coefficient, the antifriction property of friction-pairs containing ferromagnetic materials improves, which deteriorates when containing diamagnetic materials without ferromagnetic materials. Through the analysis on wear rate of ring specimens, the magnetism of clamping devices for specimens may affect test results; Through the decreasing trend of wear rate of diamagnetic CuZn as ring specimens, additions to ferromagnetic materials on the back of diamagnetic materials can overcome the adverse effects of magnetic field on wear resistance of diamagnetic materials. Key words：Magnetic field
西安
跃2
710072； 471003)
(1. 西北工业大学机电学院
2. 河南科技大学材料科学与工程学院
洛阳
摘要：提出并比较系统地研究不同磁属性材料自、互配副在磁场干涉下的干摩擦学特性，定义磁场干涉因子的公式，分析材 料磁性与磁场影响程度的关系。结果表明：总体上，磁场干涉下，材料的干摩擦学特性与其磁导率有一定的对应关系，受磁 场的影响程度随磁导率的增大而增大；配副材料的磁导率相差太大时，不利于发挥磁场的耐磨减摩效果；由于受各材料化学 性能(成分)、力学性能和导热性能不同以及选配的影响，具有明显的系统依赖性；随着磁场的增大，在磨损率方面，铁磁性 材料的磨损率有减小的趋势，抗磁性材料的磨损率有增大的趋势；对于顺磁性材料，当与高磁导率的铁磁性材料配副时，磨 损率有增大的趋势，而与抗磁性材料配副时，磨损率有略微减小的趋势；在摩擦因数方面，含铁磁性材料的摩擦副的摩擦因 数有减小的趋势，含抗磁性材料又不含铁磁性材料的摩擦副的摩擦因数却有增大的趋势。通过对环试样磨损率的分析得出， 试样装卡装置的磁性会对试验结果造成一定影响；通过作为环试样的抗磁性锌黄铜磨损率有降低的趋势得出，在抗磁性锌黄 铜背面添置铁磁性材料，即可克服磁场对抗磁性材料耐磨性能有不利影响。 关键词：磁场 干摩擦 电磁炮 电力机车 中图分类号：TH117
钛合金、铝合金和锌黄铜的化学成分
元素质量分数 w V 4.2～6.0 — — Cu — 2.6～3.2 57～60 H — — Zr — — Ti 其余 0.15 — Pb — — 0.8～1.9 Fe 0.10 0.30 0.5 Zn — 0.10 36～42 Mg
%
Ni — — 1.0
0.2 0.3
%
P 0.026 0.035 0.035 Re 0.033 — — Ni — — 0.03 Fe 其余 其余 其余
高速钢、结构钢和铬钢的化学成分
元素质量分数 w V 1.16 — — W 18.65 — — S 0.006 0.035 0.03
表2
材料 C Ti6Al4V 2A02～Al 59-CuZn 0.30 — — Si 0.27 0.30 — Mn 0.64 0.45～0.70 — Cr 0.25 — — Al 5.5～7.0 — <0.2
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，其基本原理是基于电磁发射
技术而研发的，其发射过程中就存在磁场环境下的 摩擦磨损问题。电磁炮是美国“星球大战”计划的 科研项目之一，可极大地提高炮弹的速度和射程， 因而引起了世界各国军事家们的关注，至今美国已 投放 16 亿美元进行该项研究。 又如电力机车(地铁、 高速列车或电力公交车等 ) 中的接触滑板与输电导 线之间为干摩擦状态
Influence of Magnetic Field Interfering on Dry-sliding Tribological Characteristics of Materials with Different Magnetic Properties
WEI Yonghui1 ZHANG Yongzhen 1, 2 CHEN Yue 2
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情况越来越受到人们的重视。 关于磁场干涉下的材料干摩擦学研究，国外研 究较早且多，但试验研究参数、工况不太一致，研 究结论也不尽一致，国内研究较少且晚，仅有关于 铁磁性材料的磁场干摩擦学特性的报道，少见有关 [14] 于顺磁性、抗磁性、亚铁磁性和反铁磁性材料 的 研究报道，所以需要比较系统地研究不同磁属性材 [14] 料的磁场干摩擦特性。由于亚铁磁性材料 多为陶 瓷类铁氧体材料，脆性大，难以进行机械加工，故 暂不研究亚铁磁性材料；而反铁磁性材料的磁导率 –5 –3 –6 (10 ～ 10 ) 略 小 于 顺 磁 性 材 料 的 磁 导 率 (10 ～ –3 10 )，二者差别较小，故选其一即可。因此本文将 探讨抗磁性、顺磁性和铁磁性材料自配副、互配副 在磁场干涉下的干摩擦学特性。