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2017年 41卷 (4)期

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Al含量对FeCrNiCoCu高熵合金涂层组织结构及冲蚀性能的影响
鲍亚运, 纪秀林, 顾鹏, 赵建华
2017, (4): 421-428.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.001
[摘要](665) [HTML全文](461) [PDF 10319KB](25)
摘要:
采用放电等离子烧结(SPS)制备不同Al含量的AlxFeCrNiCoCu(x=0, 1, 2, 3)高熵合金涂层. 通过XRD、SEM和冲蚀磨损等检测方法,研究了Al含量对该高熵合金涂层的组织及冲蚀磨损性能的影响. 结果表明:FeCrNiCoCu高熵合金的微观组织主要为简单FCC结构的富Cu相及富Al相. 随着Al元素增加,涂层的微观结构出现由FCC向BCC的转变. 同时,涂层的硬度、耐冲蚀性也显著提高. 随着冲蚀角度的增加,涂层的冲蚀磨损量逐渐增加,表现出脆性材料的冲蚀磨损特性. 在冲蚀角度为90°时,随着Al元素的增加,涂层的主要冲蚀磨损机理逐渐由微切削和锻造挤压转变为犁削.
表面亲润性对限量供油润滑影响的研究
臧淑燕, 郭峰, 李超
2017, (4): 429-434.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.002
[摘要](65) [HTML全文](34) [PDF 1854KB](4)
摘要:
利用面接触润滑油膜测量系统,研究了固液界面亲和性对限量供油润滑的影响. 试验中以静止的微型钢滑块和旋转的光学透明圆盘形成流体动压润滑薄膜. 结果表明:在表面能较高的圆盘面上润滑油均匀铺展,润滑膜厚随供油体积的增加而增加. 当盘面表面能较低时润滑油因反润湿以离散油滴的形式分布,供油体积较低时形成膜厚较高. 对于试验中采用的最低供油量,表面能较低的盘面产生较高的膜厚. 试验观察到的现象与润滑剂在润滑表面的分布有关.
多功能室温液态金属在不同摩擦副条件下的润滑性能研究
程军, 于源, 朱圣宇, 叶谦, 杨军, 刘维民
2017, (4): 435-441.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.003
[摘要](12) [HTML全文](6) [PDF 9673KB](0)
摘要:
室温液态金属是一类物理化学行为非常独特的新型功能物质,其诸多性能和用途尚未可知. 本论文中初步探索了Ga75.5In24.5和Ga65In22Sn13两种液态金属润滑特性与摩擦配副选材间的关系. 结果表明:镓基液态金属在钢及陶瓷表面的润湿性能不佳,接触角大于120°. 采用AISI 52100钢和陶瓷配副时,镓基液态金属表现出良好的润滑特性和极佳的承压能力;采用AISI 52100钢自配副时,镓基液态金属的减摩效应不明显,但能较大幅度降低材料的磨损率;采用陶瓷-陶瓷配副时,镓基液态金属几乎没有润滑作用. 镓基液态金属润滑特性差异与其在材料表面的摩擦化学反应有关.
基于荧光漂白成像的润滑油膜剪切流速测量
韩素立, 郭峰, 邵晶, 李超
2017, (4): 442-448.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.004
[摘要](11) [HTML全文](7) [PDF 426KB](0)
摘要:
沿润滑油膜厚度方向的剪切流速分布是影响机械部件润滑性能的重要因素. 为此,搭建了基于荧光漂白成像的微间隙油膜剪切流速分布测量平台. 通过对漂白区域形状演化过程进行图像分析,获得了微米量级间隙中的PB450和PAO6润滑油膜的剪切速度分布. 结果表明:在设定测试条件下,厚度为8.5 μm的PB450油膜沿膜厚方向的剪切流速近似为典型的线性分布,而相同厚度下的PAO6油膜流速分布表现为非线性塞流,界面附近油膜黏度较中层显著下降. 研究还发现,同一滑动速度下,PAO6剪切流速偏离线性分布的程度随膜厚的降低而增加. 经过比对分析,试验结果与流体动压润滑条件下的相关数据吻合.
假肢接受腔-人体皮肤界面往复摩擦能量损耗的研究
纪伟, 展茂利, 李炜, 周仲荣
2017, (4): 449-456.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.005
[摘要](14) [HTML全文](7) [PDF 4799KB](2)
摘要:
利用万能材料试验机和多功能数据采集分析系统,在往复摩擦模式下模拟假肢接收腔-残肢皮肤穿戴界面,研究了不同切向力作用下两种常用的假肢接受腔材料与皮肤的摩擦能量损耗. 结果表明:接受腔-皮肤界面往复摩擦过程中,随着切向力的增加,皮肤发生的弹性变形增大,皮肤摩擦前后的温差增加,摩擦过程中的能量损耗增大. 接受腔材料表面结构直接影响着残疾人穿戴假肢的舒适性. 相较于表面粗糙度较大的国内生产接受腔材料,表面粗糙度较小的进口接受腔材料降低了皮肤的摩擦能耗,减轻了皮肤的发热和变形,降低了皮肤损伤的风险,提高了与皮肤界面的适配性.
Al0.2Co1.5CrFe1.2Ni1.5TiC0.4高熵合金的微观组织、力学与高温摩擦学性能
李鹏德, 吴有智, 张爱军, 韩杰胜, 孟军虎
2017, (4): 457-464.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.006
[摘要](13) [HTML全文](8) [PDF 19699KB](0)
摘要:
通过引入碳元素,设计了一种以原位形成的碳化物为增强相的高熵合金Al0.2Co1.5CrFe1.2Ni1.5TiC0.4,并采用放电等离子烧结(SPS)技术成功制备了这种高熵合金. 采用XRD、SEM、EDS、万能材料试验机和高温摩擦磨损试验机等研究了微观组织、力学性能和室温至800 ℃下的摩擦学性能. 结果表明:Al0.2Co1.5CrFe1.2Ni1.5TiC0.4高熵合金由面心立方(FCC)结构的高熵固溶体基体相和弥散分布的TiC陶瓷相组成. FCC相使高熵合金具有良好的塑性和韧性,而TiC增强相赋予了高熵合金高的硬度和强度. 随着温度的升高,高熵合金的摩擦系数和磨损率均具有逐渐减小的趋势. 在800 ℃时,鉴于摩擦氧化作用,在磨损表面形成了致密的氧化物釉质层,起到了良好的减摩抗磨作用,使高熵合金表现出了优异的高温摩擦学性能.
表面织构对内燃机缸套-活塞环系统摩擦性能的影响
苗嘉智, 郭智威, 袁成清
2017, (4): 465-471.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.007
[摘要](9) [HTML全文](7) [PDF 5805KB](0)
摘要:
设计了一种微凹坑表面织构,通过数控精密机械加工的方法制备于缸套切片表面,利用往复式摩擦磨损试验机研究了微凹坑织构在不同工况下的摩擦性能和对内燃机缸套-活塞环摩擦副摩擦性能的影响. 试验数据表明:与无织构化表面相比,微凹坑织构的平均摩擦系数均有不同程度的变化,最大降幅达41.83%,最大增幅达33.68%. 当微凹坑织构工作在合适的工况条件时,其摩擦性能比无织构化表面有明显的改善. 对于某种具有固定几何参数的表面织构,存在一个合适工况条件使其能够最有效地改善摩擦学性能,该工况可为进一步研究提供依据并便于实际应用. 此外,转速是影响表面织构改善表面润滑性能的主要因素,试样在不同转速下具有不同的接触电阻阻值变化规律和不同的摩擦系数变化趋势. 而在不同转速下,载荷的变化对表面摩擦性能的影响规律也具有明显的差异性.
复合工况条件下刮板输送机运料中板磨损行为研究
史志远, 朱真才
2017, (4): 472-478.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.008
[摘要](10) [HTML全文](5) [PDF 2026KB](0)
摘要:
针对实际工况、环境介质综合影响刮板输送机运料中板磨损行为的复杂问题,开展中板与煤、矸石、水等混合物料的磨损试验,利用统计学原理、交互作用技术和现代摩擦学理论对获得的试验数据进行研究与分析. 结果表明:中板磨损量随接触压力、滑动速度的增加而增加;在接触压力、滑动速度一定的情况下,磨损量随水、煤、矸石中的水的比例升高而减少;中板的磨损形式主要为磨粒磨损、黏着磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损,分布在磨损机制分布图的轻度、中度及重度破坏区内.
不同载荷和温度下碳烟对柴油机油摩擦学性能的影响
苏鹏, 熊云, 刘晓, 杨鹤, 范林君
2017, (4): 479-486.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.009
[摘要](8) [HTML全文](6) [PDF 9776KB](0)
摘要:
在SRV IV摩擦磨损试验机上,采用球-盘接触方式,考察了不同碳烟浓度的柴油机油在不同载荷和温度下的摩擦学特性,借助三维表面形貌仪、扫描电子显微镜及能谱仪、拉曼光谱探讨了由于载荷或温度改变引起含碳烟柴油机油摩擦学性能发生变化的原因. 结果表明:当柴油机油中碳烟质量分数为5%时,当载荷或温度升高引起含碳烟柴油机油的摩擦学性能出现突变. 突变表现为摩擦系数升高,磨损剧烈增加. 分析认为,碳烟含量较高时,温度或载荷的升高容易引起润滑油膜破裂,出现乏油润滑,导致磨损加剧,摩擦系数升高.
热氧化改性TC4合金在液体润滑条件下的摩擦学行为研究
孙奇春, 胡天昌, 樊恒中, 徐仰涛, 张永胜, 胡丽天
2017, (4): 487-494.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.010
[摘要](11) [HTML全文](8) [PDF 5687KB](0)
摘要:
应用热氧化表面处理技术,在TC4表面制备了金红石型的TiO2氧化膜. 考察了热氧化改性TC4合金分别在去离子水和PAO10润滑条件下的摩擦学特性,并通过磨损表面分析讨论了其在不同条件下的减摩抗磨机理. 结果表明:经过热氧化改性的TC4合金,无论在PAO10润滑条件还是去离子水润滑条件下,都表现出优异的摩擦学性能. 相较于未处理的TC4表面,改性TC4合金在PAO10和去离子水润滑条件下磨损率分别下降了99%(50 N, 5 cm/s)和98%(10 N, 9 cm/s).
BPNN用于含氮、硫杂环润滑油添加剂抗磨性能的定量构效关系研究
王婷婷, 戴康, 王展, 彭浩, 高新蕾
2017, (4): 495-500.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.011
[摘要](14) [HTML全文](9) [PDF 486KB](0)
摘要:
采用反向传播神经网络法(Back Propagation Neural Network,简称:BPNN)对31种含氮、硫的2-烷基黄原酸酯类润滑油添加剂的抗磨性能进行了摩擦学定量构效关系(Quantitative Structure Tribo-ability Relationship,简称:QSTR)的研究,得到了具有良好的稳定性和预测能力的BPNN-QSTR模型(R2=0.998 4,R2(LOO)=0.695 9,q2=0.879 1). 参考输入层的12种2D和3D结构描述符的敏感度,对影响抗磨性能的分子结构进行了相应的探讨. 结果表明:分子中的N和S杂原子对其抗磨损性能有显著的影响;同时,分子长度、所含双键S原子和芳香环数量以及分子支化程度等都是影响抗磨性能的主要因素.
不同湿度条件下N、Si共掺杂DLC膜的摩擦学性能研究
吴行阳, 陈腾, 葛宙, 阮敬杰, 吕博, 张建华
2017, (4): 501-509.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.012
[摘要](11) [HTML全文](8) [PDF 2047KB](0)
摘要:
采用射频化学气相法沉积了氮、硅共掺杂类金刚石碳膜(N-Si-DLC). 用X射线光电子能谱仪、拉曼光谱仪、表面形貌仪及扫描电子显微镜等对薄膜结构进行了表征,用球-盘往复摩擦试验机考察了不同湿度(RH为15%,45%和75%)空气中薄膜与316L不锈钢球配副的摩擦学性能. 结果表明:与Si-DLC相比,N-Si-DLC膜内sp2C成分含量较高,N主要以C=N、C≡N、Si-N键形式存在于膜内;膜的内应力低,硬度和杨氏模量较低;含N量少的N-Si-DLC膜显示出更低的摩擦与磨损,其摩擦学性能对湿度的变化表现出较低的敏感性.
Si-DLC薄膜在硝酸介质中的腐蚀磨损行为与机理
谢明玲, 杨皎, 张广安, 薛群基, 崔学军
2017, (4): 510-517.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.013
[摘要](11) [HTML全文](7) [PDF 6043KB](1)
摘要:
本文中利用电化学工作站与摩擦试验机研究了DLC薄膜与Si-DLC薄膜在去离子水和硝酸环境下的腐蚀摩擦行为,并通过动电位极化和电化学交流阻抗测试研究了两种薄膜的电化学腐蚀性能,结合磨损试验结果综合分析了两种薄膜在硝酸环境下的腐蚀磨损机理. 结果表明:Si掺杂增加了薄膜在硝酸环境下的腐蚀电流密度;减小了DLC薄膜在去离子水和硝酸环境下的摩擦系数;磨损结果分析发现机械磨损是造成薄膜损伤的最主要因素,腐蚀-磨损的相互作用约占薄膜总磨损量的4%,其影响作用不可忽视.
激光织构化TiN薄膜的干摩擦性能研究
剡珍, 孙嘉奕, 姜栋, 王德生, 权鑫, 翁立军
2017, (4): 518-526.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.014
[摘要](11) [HTML全文](9) [PDF 7611KB](0)
摘要:
采用固体Nd:YAG激光器对离子镀TiN薄膜进行织构化处理,表征了薄膜的结构、形貌及凹坑织构参数. 通过UMT-2往复式球-盘摩擦磨损试验机评价了织构化薄膜的摩擦磨损特性,研究了织构形貌对TiN薄膜干摩擦条件下摩擦磨损性能的影响. 研究结果表明:与未织构化的TiN薄膜相比,织构化TiN薄膜的平均摩擦系数降低,并且磨损率明显减小,这说明织构化TiN薄膜具有更好的耐磨损性能. 摩擦过程中,凹坑织构既捕获了磨屑,又有利于摩擦过程中阶跃运动的发生,易于将磨屑带出磨痕,从而降低了摩擦磨损.
聚苯硫醚复合材料在柴油润滑状态下的摩擦学性能研究
张鼎, 赵福燕, 张嘎, 王齐华, 王廷梅
2017, (4): 527-536.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.015
[摘要](23) [HTML全文](10) [PDF 14288KB](0)
摘要:
分别以短切碳纤维(SCF)、铜(Cu)、氧化铜(CuO)和硫化铜(CuS)微米颗粒作为填料,通过热压成型制备了系列的聚苯硫醚(PPS)复合材料. 利用环-块摩擦磨损试验机,研究了PPS复合材料在柴油润滑状态下的摩擦学性能,结合摩擦表面形貌、转移膜结构和摩擦化学分析,研究了摩擦学机理. 结果表明:填充微米颗粒后,PPS复合材料在柴油润滑状态下的摩擦学性能均有不同程度的提高. 加入SCF后,PPS表现出最好的耐磨性;Cu和CuS颗粒显著降低PPS的摩擦系数. 在此基础上,进一步探究了SCF/Cu、SCF/CuS两组复合填料分别对PPS材料摩擦学性能的影响. 研究发现:复合填充SCF和CuS填料后,PPS复合材料的摩擦学性能最佳. SCF和CuS表现出显著的协同效应:SCF提高PPS材料的承载能力和耐磨性;CuS在摩擦界面发生摩擦化学反应,促进具有润滑特性转移膜的形成.
C/N共掺MoS2复合薄膜的微结构及其摩擦特性研究
张晓琴, 于富成, 柴利强, 许佼, 贺腾飞, 逄显娟, 王鹏
2017, (4): 537-543.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.016
[摘要](9) [HTML全文](5) [PDF 8998KB](0)
摘要:
采用射频磁控溅射法,在氩和氮混合气氛下共溅射二硫化钼和石墨靶制备不同石墨靶溅射功率的C/N共掺MoS2复合薄膜(MSCN). 通过EDS、XPS、SEM和TEM对薄膜的成分及微观组织结构进行分析;利用纳米压痕仪,高真空摩擦试验机和UMT-2摩擦试验机分析薄膜的力学和摩擦学性能,并探讨了C/N共掺及对薄膜结构、力学和摩擦学性能的影响. 结果表明:MSCN复合薄膜中的C含量随着石墨靶溅射功率的增加而增加;C/N共掺使得薄膜结构致密平整;当石墨靶溅射功率350 W时,薄膜呈现自形成纳米多层结构,该结构的出现使得薄膜最高硬度可达9.76 GPa,并且在高真空和大气环境下相比纯MoS2薄膜表现出更低的摩擦系数以及良好的高耐磨性.
干-水态下圆形硌伤对钢轨材料滚动接触疲劳特性影响
赵相吉, 马蕾, 郭俊, 王文健, 刘启跃
2017, (4): 544-550.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.017
[摘要](11) [HTML全文](8) [PDF 3938KB](0)
摘要:
采用布氏硬度仪在钢轨试样表面制得不同尺寸的圆形硌伤,利用MMS-2A 型微机控制摩擦磨损试验机研究了未硌伤和硌伤钢轨的表面硬度、磨损量及滚动接触疲劳损伤特性. 结果表明:与未硌伤钢轨相比,硌伤钢轨的表面硬度和磨损量都有所增加;随硌伤尺寸增加,钢轨磨损量与硬度随之增大. 较小尺寸的硌伤坑(1.6 mm)有助于减轻硌伤处疲劳裂纹的产生,硌伤坑超过临界值(2.0 mm)则会加重硌伤区附近疲劳裂纹的萌生并导致支裂纹和垂向裂纹的出现. 未硌伤钢轨疲劳裂纹以沿晶扩展为主,大尺寸硌伤钢轨试样的疲劳裂纹呈现穿晶扩展现象.
沟槽对界面振动及摩擦磨损特性的影响
朱章杨, 莫继良, 王东伟, 李建熹, 陈光雄, 朱旻昊
2017, (4): 551-557.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.018
[摘要](8) [HTML全文](6) [PDF 5743KB](0)
摘要:
选用球-面/面-面两种不同的接触模式,分别探究了摩擦界面沟槽的存在对界面振动及摩擦磨损特性的影响. 结果表明:沟槽具有捕获磨屑的能力,能够有效地减轻磨屑对界面磨损的影响,但接触模式的不同,沟槽棱边上的振动及摩擦磨损特性差异显著. 在球-面接触模式下,沟槽的存在打断了界面的连续接触,导致界面摩擦信号产生突变,此外,球试样滑过沟槽时与沟槽棱边产生的撞击加剧了棱边的磨损,进而影响了沟槽收集磨屑的效率. 在面-面接触中,沟槽的存在实时改变了界面的接触状态,从而导致了界面上接触压力的分布发生了转移,从而改变了界面力信号,此外,块试样与沟槽棱边并没有出现明显的撞击作用,因此沟槽的棱边保存得较为完好.
第21届材料磨损国际会议的总结评述
朱忠猛, 蒋晗
2017, (4): 558-564.  doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.019
[摘要](12) [HTML全文](9) [PDF 351KB](2)
摘要:
本文作者总结了第21届材料磨损国际会议概况,对研究最为活跃的滑动磨损、磨粒磨损、腐蚀、润滑、磨损建模与模拟、生物摩擦学以及高分子及高分子基复合材料磨损等研究领域的最新进展进行了评述. 基于对本次会议报告的总结和概括,本文作者提出未来可能的研究重点:在生物摩擦学方面与人体疾病相关的组织、器官摩擦学性能值得重点关注;传统摩擦学研究在重现试验现象与总结试验规律的同时,更应深入地分析、归纳和总结其中包含的摩擦学机理;鉴于摩擦学模型对摩擦机理的深入揭示以及对摩擦学实际工程应用的指导,摩擦学建模值得大力发展.

期刊介绍

  • 创刊:1955年  双月刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院水生生物研究所;中国海洋湖沼学会
  • 主编:桂建芳
  • ISSN 1000-3207
  • CN 42-1230/Q

版权所有:《水生生物学报》编辑部

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