电场环境下聚乙二醇在钢/钢界面的摩擦性能研究

工业常用润滑油多为绝缘油,而针对绝缘油在电场环境下的摩擦性能研究较少。因此,提出一种含醚键绝缘油在电场环境下可能的减摩模型,以填补电场环境下绝缘油(如聚乙二醇(PEG))在钢/钢界面摩擦性能研究方面的空白。研究结果表明,电场对PEG的摩擦性能影响较大。正电压会导致摩擦因数增大;负电压条件下则存在一个最优工况使PEGs表现出最优的减摩性能,即电压-1.0 V、PEG黏度53 m Pa·s、滑动速度100 mm/s和法向载荷2 N。分析结果表明在-1.0 V电压条件下PEG的润滑状态为混合润滑,其良好减摩性能主要归因于在接触表面形成的PEG吸附膜。此外,摩擦化学膜中FexOy和Fe OOH总量的减少也有助于减摩性能的提升。证明绝缘油的摩擦性能同样受到电场环境影响,提出绝缘油在电场环境下的减摩模型,完善电场环境下的润滑理论,并为电场环境下多功能润滑材料的设计研发提供新思路。     

外加电场作用下双电层电粘度对水润滑特性的影响

根据双电层理论,建立了外电场作用下流体润滑中的双电层引起的电粘度效应的数学模型,并通过组合滑块水润滑试验考察了双电层的电粘度效应对流体润滑性能的影响。结果表明,外加电场作用下,双电层电粘度效应对摩擦因数具有明显影响;当速度较低时,随着外加电压的增加,摩擦因数明显增大;随着速度的增加,摩擦因数增大幅度减小;试验结果同所建立的数学模型相符。     

薄膜油润滑中电粘度效应影响研究

利用组合滑块油润滑试验考察了双电层的电粘度效应对薄膜润滑性能的影响，采用施加外加电场和添加添加剂两种方法以改变润滑剂中离子浓度进行试验研究。结果表明：双电层引起的电粘度效应对摩擦因数有明显影响，摩擦因数随着外加电场的增强而变大，当外电场增大到一定程度时摩擦因数开始减小；在离子浓度较小时，摩擦因数随着离子浓度的增加而增大，当离子浓度增大到一定程度时摩擦因数开始减小。     

几种水润滑轴承摩擦学性能的研究

利用摩擦试验机对3种水润滑轴承材料进行摩擦研究,对比水润滑下不同载荷和转速的摩擦因数。并通过干摩擦实验对水润滑轴承材料进行考核,对水润滑轴承材料的断水安全性能进行评价。结果表明:3种水润滑轴承材料的摩擦特性均为典型的Stribeck曲线,在高载荷下均具有较好的性能,摩擦因数相差不大。国产水润滑轴承材料具有良好的干摩擦性能。国产水润滑轴承材料在摩擦性能方面已经达到甚至超越了国外同类产品。     

几种人字门底枢材料的摩擦磨损性能研究

通过摩擦磨损试验和摆动试验对比考察了几种人字门底枢材料在水润滑和脂润滑条件下摩擦磨损性能，并进行摩擦磨损机制分析，选出一种综合性能较好的材料，进行一些机械性能的测试，为下一步台架模拟试验作准备。研究表明：一种新材料FZ5（3）在摩擦磨损试验和摆动试验中都表现出优异的性能，通过硬度测量、拉伸性能等试验表明其具有优良的机械性能。     

水凝胶/热塑性聚氨酯复合材料在水润滑条件下的摩擦学性能

为提高水润滑轴承的承载能力，利用水凝胶在水润滑条件下的水合作用来改善热塑性聚氨酯（TPU）轴承材料的摩擦学性能。利用聚乙烯醇、海藻酸钠、壳聚糖等材料制备水凝胶颗粒，并通过熔融共混法制备水凝胶/TPU复合材料；在0.3和0.5 MPa的载荷下测试复合材料的摩擦磨损性能，利用激光干涉表面轮廓仪和扫描电子显微镜观察其磨损表面形貌，分析其磨损机制。结果表明：水凝胶微粒可以通过水合润滑改善摩擦副的润滑条件，从而降低摩擦因数和磨损量，提高复合材料的摩擦性能；水凝胶质量分数4%时复合材料具有最佳的摩擦磨损性能，其在0.3和0.5 MPa工况下相对于TPU试样的平均摩擦因数减少率分别为52.31%和43.94%。研究结果为开发高性能水润滑轴承材料提供了一种方法。     

UHMWPE基水润滑轴承摩擦及润滑特性的试验研究

针对纤维填料改性UHMWPE水润滑轴承的摩擦磨损性能进行研究。在平面摩擦磨损试验机上对玻璃纤维及碳纤维填料对UHMWPE复合材料摩擦性能进行试验,并分析GF-CF-UHMWPE材料与Thordon SXL材料在干摩擦、水润滑工况下的摩擦因数及磨损量。最后,采用径向水润滑轴承试验台对比研究了GF-CF-UHMWPE轴承和Thordon SXL轴承在不同载荷下摩擦因数随转速的变化规律。结果表明:纤维填料能显著增强UHMWPE的减摩性和耐磨性,GF-CF-UHMWPE材料具有更好的耐温性能,线性热膨胀系数也显著减小;GF-CF-UHMWPE轴承具有相同载荷下启动转速低,启动摩擦因数小的特性。     

电场对摩擦系数的影响的研究进展

人们很早就发现了摩擦中伴生的电现象以及外加电场或电流影响摩擦系数的事实,这引起了许多学者的兴趣,并对其作用进行了初步的研究。近来,人们又设想通过外加电场这种手段对摩擦系数进行主动控制,以达到减摩、降噪、控制阻尼及某些精密机械的运动等目的。这方面的研究结果在节约能源、提高精密机械性能等方面具有很大的意义和实用价值。     

水润滑条件下制动材料摩擦学性能研究进展

汽车刹车片摩擦因数在雨天或湿润的环境里衰退到非常低的水平是一个很严重的问题,直接威胁到交通安全。但目前国内外关于摩擦材料的试验规范并没有涉及到水润滑条件,相关的研究应越来越受到人们的重视。介绍摩擦材料在水润滑条件下的摩擦性能及相关研究的现状,对比干、湿2种条件下的摩擦机制,表明水作为一种冷却介质和润滑介质,对摩擦材料性能产生了复杂的影响。提出水润滑条件下摩擦材料的研究方向。     

超音速等离子喷涂12Co-WC涂层的组织及在含细沙油润滑条件下的摩擦学性能

为了解决含沙油润滑条件下材料的磨损问题，采用超音速等离子喷涂技术制备了12Co-WC涂层，使用SEM、XRD及T11球盘式摩擦磨损试验机测试了涂层的组织结构及在含细沙油润滑条件下的摩擦学性能。结果 发现由于具有很高的粒子飞行速度，超音速等离子喷涂12Co-WC涂层组织致密，孔隙率小于1％，WC的氧化和分解少，结合强度高，涂层在含细沙油润滑条件下具有良好的摩擦磨损性能，相同条件下的摩擦因数比灰铸铁小，耐磨性比灰铸铁提高4—8倍。     

润滑液对电控摩擦的影响研究

研究了二氧化硅/黄铜摩擦副在不同水基润滑液中的摩擦行为对外加电场的响应,发现中性的盐类水溶液做润滑液时外加电压使摩擦副的摩擦因数大幅增加。不同的盐溶液做润滑液时,摩擦因数对外加电压的响应速度不同,其中溶解度高的长链有机钠盐溶液做润滑液时二氧化硅/黄铜的摩擦因数对电场的响应速度快且稳定性好。而碱类和酸类溶液做润滑液时,外加电压使二氧化硅/黄铜摩擦副的摩擦因数减小。     

电控摩擦技术的研究进展

作为一种主动控制摩擦性能技术,电控摩擦技术可解决实际中的电接触摩擦问题和主动控制摩擦副的摩擦与磨损性能。综述电控摩擦技术的研究进展,介绍该领域已形成大量的理论体系,如自生电势、表面转移膜、化学反应膜等,展望电控摩擦技术的发展方向。微型化是机电系统的发展趋势,同时也是电控摩擦技术的研究趋势;在微机电系统或纳米机电系统领域,微电控摩擦技术或纳米电控摩擦技术有很好的应用前景。     

双电层电粘度对薄膜润滑影响的试验研究与数值分析

由于固液界面处存在双电层,理论和试验研究都表明该效应对薄膜润滑有较为明显的影响。首先,利用自行设计的外加电场重构双电层装置进行了组合滑块水润滑试验,结果分析表明:双电层所引起的电粘度效应对流体润滑中摩擦因数有明显影响,另外当摩擦副的材料不同时,摩擦因数的变化规律不同。然后,又对KCl(氯化钾)溶液进行了组合滑块试验,进一步研究了离子浓度对电粘度效应的影响,在不同速度和溶液浓度的工况下,对摩擦因数进行了测量。结果表明:低浓度溶液使摩擦因数明显增加,浓度高时摩擦因数减小;随着速度的增加,双电层效应对摩擦因数的影响减小。最后,对试验工况进行了数值分析。     

离子双电层动态输运特性及电场对液体油膜压力的影响

随着流体动压润滑向纳米尺度发展,离子双电层对润滑性能的影响不能忽视。考虑到润滑过程中摩擦副相对速度是可变的,提出一种考虑离子动态输运特性与流场及电场耦合的离子双电层润滑模型,分析摩擦副相对运动速度和Zeta电势差对润滑膜的影响。分析结果表明：摩擦副相对运动造成了电势不均衡分布,平衡电势偏向于运动壁面Zeta电势,且相对速度的增大加剧了不均衡性;Zeta电势差对润滑液体承载能力影响显著,当Zeta电势差从0开始增大时,双电层电黏度效应及润滑液体承载能力先增大后减小。提出的模型实现了速度可变的双电层润滑瞬态仿真,为变工况下的双电层润滑性能分析奠定理论基础。     

外加电场主动控制摩擦系数的试验研究

外加电场可以显著改变铁磁流体的摩擦系数,本文利用销一盘试验机进行了研究,结果表明,加电场作用前后ＢＨ－１铁磁液体的磨擦系数相对变化与电流以强度关系密切,而对法向载荷、线速度和添加剂含量的变化不敏感。在正反电场的作用下,摩擦系数的最大变化率可达到３５％,而且变化过程具有可逆性。在研究电场对铁磁流体摩擦系数变化的影响的基础上,探讨了电流产生的静电场和磁场对摩擦系数的作用机下。     

电场对WC-Co/Ti6Al4V摩擦磨损性能的影响

为了研究电场对摩擦副摩擦磨损性能的影响,在自行设计的高速摩擦磨损试验装置上,进行了WC-Co/Ti6Al4V摩擦副的摩擦磨损试验。结果表明：断开摩擦副热电回路可以有效地减小热电流对WC-Co/Ti6Al4V摩擦副摩擦磨损的影响,静电冷却环境下形成的强电场的效果更加明显,在抑制摩擦副磨损的同时还可以改善
Ti6Al4V磨损表面质量。通过扫描电镜及EDS能谱分析可知,静电冷却条件下的列宾捷尔效应削弱了钛合金的黏着能力,从而有效地减小了WC-Co的黏着磨损;WC-Co在高速摩擦时主要以黏着磨损、氧化磨损为主,同时伴有微裂纹的产生。
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电弧能量对碳滑板/铜接触线高速滑动摩擦磨损性能影响

在环-块式高速摩擦磨损试验机上,试验研究在交流电场和不同接触压力条件下电弧放电对纯碳滑板/铜接触线高速滑动摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:纯碳滑板/铜接触线的摩擦因数随着接触压力的增大而减小,无电流时,摩擦因数一般在0.38～0.59之间波动,有电流时,摩擦因数一般在0.27～0.57之间波动;随着接触压力的增大,电弧放电频率以及单个采样间隔时间内离线电弧放电能量随之减小;加载100 A电流时,纯碳滑板材料的磨损量高于无电流时滑板材料的磨损量,且磨损量随着接触压力的增大而逐渐减小;碳滑板的磨损率随电弧能量的增大而增大,呈比例关系。     

An indirect electric field effect on the friction of boundary‐lubricated contacts

To achieve significant friction variations by means of an externally applied voltage, it is found to be more effective to impose an electric field on the area surrounding a tribopair rather than directly through the contact. Using a new applied electric field setup, the friction behaviour of ceramic‐metal tribopairs, lubricated with an aqueous emulsion, is investigated. The potential affects the surface characteristics during the instant that the surface is out of rubbing contact. Consequently, the nominal frictional behaviour differs from that with no potential effect. The unexcited, excited, and post‐excited friction results for six different ceramic‐metal couples using a pin‐on‐disc tester are presented, and their characteristics are summarised.