摩擦与磨耗性能

表面摩擦与磨损一、摩擦与磨损的定义摩擦的定义是:两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或者相对运动趋势时,在切相面见间产生切向的运动阻力,这一阻力又称为摩擦力。

磨损的定义是:任一工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象。

据估计消耗在摩擦过程中的能量约占世界工业能耗的30%。

在机器工作过程中，磨损会造成零件的表面形状和尺寸缓慢而连续损坏，使得机器的工作性能与可靠性逐渐降低，甚至可能导致零件的突然破坏。

人类很早就开始对摩擦现象进行研究，取得了大量的成果，特别是近几十年来已在一些机器或零件的设计中考虑了磨损寿命问题。

在零件的结构设计、材料选用、加工制造、表面强化处理、润滑剂的选用、操作与维修等方面采取措施，可以有效地解决零件的摩擦磨损问题，提高机器的工作效率，减少能量损失，降低材料消耗，保证机器工作的可靠性。

二、摩擦的分类及评价方法在机器工作时，零件之间不但相互接触，而且接触的表面之间还存在着相对运动。

从摩擦学的角度看，这种存在相互运动的接触面可以看作为摩擦副。

有四种摩擦分类方式：按照摩擦副的运动状态分类、按照摩擦副的运动形式分类、按照摩擦副表面的润滑状态分类、按照摩擦副所处的工况条件分类。

这里主要以根据摩擦副之间的状态不同分类，摩擦可以分为：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦，如图2－1所示。

图2-1 摩擦状态1、干摩擦当摩擦副表面间不加任何润滑剂时，将出现固体表面直接接触的摩擦（见图2-1a），工程上称为干摩擦。

此时，两摩擦表面间的相对运动将消耗大量的能量并造成严重的表面磨损。

这种摩擦状态是失效，在机器工作时是不允许出现的。

由于任何零件的表面都会因为氧化而形成氧化膜或被润滑油所湿润，所以在工程实际中，并不存在真正的干摩擦。

2 、边界摩擦当摩擦副表面间有润滑油存在时，由于润滑油与金属表面间的物理吸附作用和化学吸附作用，润滑油会在金属表面上形成极薄的边界膜。

边界膜的厚度非常小，通常只有几个分子到十几个分子厚，不足以将微观不平的两金属表面分隔开，所以相互运动时，金属表面的微凸出部分将发生接触，这种状态称为边界摩擦（见图2-1b）。

高速铁路钢轨的磨耗与摩擦特性分析一、引言高速铁路的发展给交通运输带来了革命性的变化，而高速铁路钢轨作为铁路系统的核心组成部分，其性能对列车运行的安全、平稳和效率起着不可忽视的作用。

本文将对高速铁路钢轨的磨耗和摩擦特性进行分析，重点关注磨耗机理、摩擦特性以及相关影响因素。

二、高速铁路钢轨的磨耗机理1. 微观磨损机理高速铁路钢轨在使用过程中，面临着列车轮轨间的高频接触和摩擦作用，微观颗粒间的碰撞和切削是造成磨耗的主要机理。

研究表明，高速列车行驶时，接触面附近会产生较高的温度和应力，导致钢轨表面的微小颗粒相互作用，进而引起磨损。

2. 磨耗过程和形式高速铁路钢轨的磨耗过程可分为初期磨耗阶段、稳定磨耗阶段和加速磨耗阶段。

初期磨耗阶段主要由轮轨热应力和表面几何形貌差异引起，稳定磨耗阶段则主要受到列车速度和钢轨物性方面的影响。

在加速磨耗阶段，因摩擦和磨损引起的表面粗糙度增加，磨耗速率会进一步增加。

三、高速铁路钢轨的摩擦特性分析1. 物理摩擦特性高速铁路钢轨的物理摩擦特性主要包括静摩擦系数和动摩擦系数。

静摩擦系数是指轮轨之间在静止状态下产生的摩擦力和垂直力之比，而动摩擦系数是指轮轨间在运动状态下产生的摩擦力和垂直力之比。

研究发现，高速铁路钢轨的动摩擦系数通常大于静摩擦系数。

2. 温度效应高速列车的高速行驶以及轮轨接触处的摩擦会导致钢轨表面发热，使得钢轨的温度升高。

高温条件下，钢轨材料的性能会发生变化，同时也影响着钢轨与轮轨之间的摩擦特性。

研究表明，高温条件下，高速铁路钢轨的摩擦系数会增加，但超过一定温度后，摩擦系数反而开始下降。

四、影响高速铁路钢轨磨耗与摩擦特性的因素1. 轮轨几何形状轮轨几何形状的不平整度对高速铁路钢轨的磨耗和摩擦特性有着重要影响。

几何形状的不平整度会导致轮轨接触面的应力分布不均匀，从而引起局部磨损。

2. 列车运行速度列车运行的速度直接影响着高速铁路钢轨的磨耗和摩擦特性。

速度的增加会加剧轮轨间的摩擦和磨损，因此高速列车的使用将导致钢轨磨损加剧。

磨耗试验Wear Test陈士教授编撰一、实验目的测定金属和金属对磨之磨耗速率和摩擦系数之磨耗特性，及耐磨处理对磨耗特性的影响。

二、实验原理及仪器1.原理大家都知道汽车引擎在跑完数万公里后，必需进厂搪缸，否则汽车将极耗油，而且马力输出会大不如昔。

原因是引擎的汽缸壁和活塞环之间经年累月的对磨导致二者之间的间隙变大，燃烧不完全所排出的废气亦对环境造成污染。

只要是相对运动的机械组件都有可能发生机件磨耗。

如何减少机件磨耗，除了从机械设计着手之外，对磨材料的选择是不可或缺的。

尽管磨耗科学（Tribology）的发展已臻完整，对于任何一种对磨系统的磨耗特性。

磨耗科学为摩擦（Friction）与磨耗(Wear)的科学。

摩擦是两相对运动物体之接触面发生之阻力，磨耗则是物体因两面间的相对运动造成材料画渐流失。

有两种方法从材料表面移去材料，其一是藉由化学反应的方法使材料溶解，其二是从表面破裂而流失，也就是机械力作用产生的磨耗。

大多数的磨耗机构包含后者。

依此观之，磨耗过程是渐进的、跟系统有关的。

磨耗可能发生在引擎汽缸、先进的涡轮叶片、农具、轴承、齿轮、刀具、皮鞋、甚至人体的关节等[1]。

这些可称之为不同气态的对磨系统（Tribosystem）。

对磨系统间的差异如此之大。

造成的磨耗型态也有所不同。

基本上可分成四大类[2]：A.研磨磨耗（Abrasion）－是由硬颗粒或突出物强行在固体表面移动所致，由于较硬的物质迫使被磨物体表面造成伤害。

见图一所示。

一般而言，是俱有锐角的。

图一、由硬颗粒或突出强行在固体表面移动所致的研磨磨耗(abrasion)示意图研磨剂在被磨面运动造成被磨面产生切或剪的破坏型态。

金相制作过程中的粗磨、细磨、抛光就是这类磨耗型态的典型例子。

B.冲蚀磨耗(Erosion)－如图二所示，是由于固体被磨面受到流动或冲激液浆的机械作用造成材料的逐渐流失。

液浆可能是多相的液体或含有固体颗粒的液体。

图二、由于固体被磨面受到流动或冲激液浆的机械作用造成材料的冲蚀磨耗(Erosion)示意图如果液体与被磨材会起化学反应，则被磨材的流失可能同时包含机械和化学效应。

橡胶磨耗测试标准介绍
---------------------------------------------------------------------- 橡胶磨耗测试是评估橡胶材料在摩擦和磨损条件下的耐久性和性能的过程，以下是两种常见的橡胶磨耗测试标准的介绍：
1、ASTM D5963-04 标准：
这是美国材料和试验协会（ASTM）制定的标准，用于评估橡胶材料的磨耗性能。

该标准使用旋转圆盘装置，在一定压力下将试样与磨损体（通常是砂纸或磨具）接触，并进行往复运动。

测试中测量试样的质量损失、体积损失、表面变化等参数，以评估橡胶材料的抗磨性能。

2、ISO 4649:2010(E) 标准：
国际标准化组织（ISO）发布的标准，用于评估橡胶和橡胶制品的磨耗性能。

标准采用圆柱形试样，在特定载荷下与旋转滚筒装置接触，通过加
载、旋转和磨损周期来模拟实际应用条件。

测试结果包括试样的体积损失、质量损失以及表面变化等指标，用于评估橡胶材料的磨耗性能。

这些标准提供了一种标准化的测试方法，使得不同实验室和组织可以使用相同的程序来评估橡胶材料的磨耗性能。

通过进行这些测试，可以比较不同橡胶材料的性能差异，并为产品设计和材料选择提供参考依据。

在进行具体测试时，建议参考最新版本的相关标准，以确保正确操作和可靠结果。

DIN磨耗试验标准引言磨耗试验是评价材料耐磨性能的重要方法之一，它可以模拟材料在实际使用过程中所受到的摩擦和磨损。

在德国，磨耗试验的标准一般遵循DIN（德国产业标准）的要求。

本文将深入探讨DIN磨耗试验标准，包括其背景、试验方法以及结果评价等方面。

背景DIN标准概述德国工业标准（DIN）是德国工业标准化组织制定和发布的一系列技术标准，涉及多个行业和领域。

DIN标准以其严谨、科学的方法得到了国际范围内的认可和应用。

其中，DIN磨耗试验标准是工程材料测试领域的重要组成部分。

DIN磨耗试验的意义DIN磨耗试验的主要目的是评估材料的耐磨性能，以确定材料在摩擦、磨损条件下的耐久性。

这对于材料的选择、产品设计和质量控制具有重要的指导意义。

通过磨耗试验，可以确定材料的磨损特性，以提高产品的使用寿命和质量。

试验方法试样准备在进行DIN磨耗试验之前，需要对试样进行准备。

一般情况下，试样应具有一定的几何形状和尺寸，以便于模拟实际使用条件下的摩擦和磨损行为。

具体的试样要求可以根据需要进行调整。

试验设备DIN磨耗试验通常需要使用专门的试验设备，例如磨损试验机。

这些试验设备通过施加力和模拟摩擦来模拟材料在实际使用过程中的情况。

试验设备的选用应根据试验标准的要求进行，以确保试验结果的准确性和可靠性。

试验过程DIN磨耗试验的具体过程根据试验标准的要求而定。

一般来说，试验过程包括以下几个关键步骤：1.试样固定：将试样固定在试验设备上，以保证试样在试验过程中不会移动或变形。

2.施加负载：根据试验要求，在试样上施加一定的负载，模拟实际使用过程中的外力作用。

3.摩擦过程：通过试验设备施加的力和运动，使试样与摩擦体之间产生摩擦，模拟材料在实际使用中的摩擦行为。

4.记录数据：在试验过程中，需要定期记录试样的磨损情况，包括重量损失、表面磨损等指标。

结果评价根据试验中记录的数据，可以对试样的磨耗性能进行评价。

一般情况下，评价指标包括磨损率、摩擦系数等。

磨耗名词解释磨耗是指因摩擦、冲击、磨损等作用而导致物体表面的材料损失，通常是由于两个或更多的物体之间的相对运动而发生的。

在工程和科学领域中，磨耗是一个重要的问题，因为它会导致机械部件的失效和降低机器的效率。

本文将详细介绍磨耗的种类、机理和防止磨耗的方法。

一、磨耗的种类1.表面磨损表面磨损是指物体表面材料的损失。

它可以通过摩擦、磨损、腐蚀等方式引起。

表面磨损可以分为几种类型：（1）磨擦磨损：是由于两个物体相对运动而引起的表面磨损。

（2）磨粒磨损：是由于在表面上存在硬质颗粒而引起的表面磨损。

（3）腐蚀磨损：是由于化学反应引起的表面磨损。

2.疲劳磨损疲劳磨损是由于物体表面的应力循环引起的损失。

它通常发生在金属部件中，例如轴承、齿轮等。

疲劳磨损可以导致裂纹、断裂和失效。

3.粘着磨损粘着磨损是由于物体表面的粘着作用而引起的损失。

它通常发生在金属部件中，例如轴承、齿轮等。

粘着磨损可以导致表面破损和失效。

4.腐蚀磨损腐蚀磨损是由于化学反应引起的表面磨损。

它通常发生在金属部件中，例如轴承、齿轮等。

腐蚀磨损可以导致表面破损和失效。

二、磨耗的机理磨耗的机理涉及表面形貌、材料特性和工作条件等因素。

在摩擦过程中，表面形貌的不规则性会导致局部高应力区域的形成，从而引起材料的塑性变形和裂纹的产生。

此外，材料的硬度、强度和韧性等特性也会影响磨耗的机理。

最后，工作条件，例如应力、温度和湿度等，也会影响磨耗的机理。

三、防止磨耗的方法防止磨耗的方法包括：1.表面处理表面处理可以改善材料的表面形貌和表面特性，从而减少磨耗。

表面处理的方法包括电镀、喷涂、化学处理等。

2.润滑润滑可以减少摩擦，从而减少磨耗。

润滑的方法包括油润滑、干润滑、固体润滑等。

3.材料选择选择适当的材料可以减少磨耗。

例如，使用硬度高、强度高和韧性好的材料可以减少磨耗。

4.设计改进设计改进可以减少磨耗。

例如，减少表面形貌的不规则性、减少应力集中等。

总之，磨耗是一个重要的问题，需要采取适当的措施来防止磨耗。

磨耗名词解释磨耗是指物体表面与另外一个物体表面接触时，由于受到摩擦力的作用，表面会逐渐失去其原有的形状、尺寸和质量。

这种现象通常会导致物体的寿命缩短和性能下降。

在工业和机械制造领域，磨耗是一种常见的现象，因此了解和控制磨耗非常重要。

在工程领域中，有许多与磨耗相关的名词，下面我们将对这些名词进行解释。

1. 磨损磨损是指物体表面由于摩擦力的作用而逐渐失去其原有的形状、尺寸和质量。

磨损通常是由于物体表面与另外一个物体表面长时间接触而导致的。

在工业和机械制造领域中，磨损是一种常见的现象，因此需要采取措施来减少磨损。

2. 磨粒磨粒是指在磨损过程中从物体表面脱落的微小颗粒。

这些颗粒通常会加速磨损过程，因为它们会进一步刮伤和磨损物体表面。

磨粒的大小和形状会影响物体的磨损程度和性能。

3. 磨料磨料是指在磨损过程中用于切削和磨削的硬质颗粒。

它们通常被用于工业和机械制造领域中的磨料工具和磨料磨具中，例如砂轮、砂纸和研磨片等。

磨料的硬度和形状会影响磨损的程度和质量。

4. 磨损试验磨损试验是一种用于测量物体磨损程度和性能的测试方法。

这种测试通常会在实验室环境中进行，使用特定的磨损试验机器和磨料。

磨损试验可以用于评估不同材料的磨损性能和确定最佳的磨损保护方法。

5. 磨损保护磨损保护是指采取措施来减少或防止物体磨损的过程。

这种保护通常会采用一些特定的技术和材料，例如涂层、表面处理和磨损抗性材料等。

磨损保护可以延长物体的使用寿命和提高其性能。

总之，磨耗是一种常见的现象，在工业和机械制造领域中具有重要的意义。

了解和控制磨耗需要掌握各种与磨耗相关的名词和技术。

通过磨损试验和磨损保护等措施，可以有效地减少或防止物体磨损的过程，提高物体的使用寿命和性能。

6种不同修复材料与天然牙牙釉质摩擦、磨耗性能的比较严洪海;黄海蓉;章卓鸣;杨金林【期刊名称】《上海口腔医学》【年(卷),期】2007(16)3【摘要】目的:通过体外摩擦、磨耗实验,比较临床常用的陶瓷材料、多种合金及天然牙釉质的摩擦、磨耗性能,为临床上选择与对颌牙磨耗性能相近的修复材料,更好地保护对颌牙提供一定的实验依据。

方法:将陶瓷、纯钛、钛合金、镍铬合金、金钯合金、银汞合金和近期拔除的成人下颌第三磨牙的釉质平面,与滑石瓷磨头磨耗机上对磨。

耐磨性能的评定采用称重法。

用针-盘磨损试验仪测定各种材料的滑动摩擦系数。

应用SPSS11.5软件包进行统计学处理,对各试件、天然牙的质量损失量进行统计学分析,对比分析摩擦系数。

结果:单位面积的磨损量以天然牙釉质最小,但与瓷块、银汞合金、金钯合金无显著性差异(P>0.05),与其余各组均有显著性差异(P<0.01);纯钛最大,与其余各组均有显著性差异(P<0.01),镍铬合金、金钯合金与其余各组均有显著性差异(P<0.01)。

瓷块的摩擦系数稳定在0.68,银汞合金的摩擦系数为0.12,金钯合金的摩擦系数为0.11,镍铬合金为0.41,纯钛为0.38,钛合金为0.48,天然牙釉质为0.65。

结论:6种修复材料的耐磨性均比天然牙釉质差,纯钛的耐磨性最小,钛合金及镍铬合金、金钯合金次之,陶瓷的耐磨性最大。

【总页数】4页(P311-314)【关键词】磨耗;摩擦系数;牙釉质【作者】严洪海;黄海蓉;章卓鸣;杨金林【作者单位】浙江中医药大学附属第二医院口腔科;杭州市萧山区人民医院口腔科;浙江理工大学浙江省机械基础实验教学示范中心【正文语种】中文【中图分类】R783.1【相关文献】1.四种冠修复材料与牙釉质磨耗磨损性能的对比研究 [J], 宋文尚;王旭;焦建平2.六种常用冠修复材料的摩擦磨耗性能比较 [J], 张茜;张佩;郭天文3.比较研究口腔修复中不同修复材料的抗摩擦性能 [J], 姚莉4.四种冠修复材料与牙釉质磨耗磨损性能评价 [J], 王恩军;盖金鑫;刘佳5.3种冠修复材料与牙釉质磨耗性能的体外研究 [J], 许琛; 章非敏; 张志臣; 朱燕茹; 刘梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

玻璃材料磨耗度
玻璃材料的磨耗度是指材料在受到磨擦作用时的耐磨性能。

磨耗度越高，材料在摩擦过程中的损耗越小，具有更好的耐磨
性能。

玻璃材料的耐磨性能与其材料组成、物理结构和加工工艺密
切相关。

下面将从这三个方面对玻璃材料的磨耗度进行详细说明：
1.材料组成：玻璃材料的主要成分是二氧化硅（SiO2），但
也可能添加其他氧化物如氧化钠、氧化钙等。

这些添加物的含
量和性质会直接影响到玻璃材料的磨耗度。

一般来说，含有较
高硬度的添加物的玻璃材料具有较高的磨耗度。

此外，材料的
化学稳定性也会影响到磨耗度，较稳定的材料在摩擦过程中不
易被氧化、溶解或变质。

2.物理结构：玻璃材料的物理结构对其磨耗度也有明显影响。

通常来说，晶化度较低、结晶相较少的非晶态玻璃具有较高的
磨耗度。

非晶态玻璃的结构较为均匀，没有明显的结晶界面，
摩擦过程中的摩擦力较小，磨损程度也较小。

3.加工工艺：玻璃材料的加工工艺也会对其磨耗度产生影响。

例如，通过热处理、化学强化等工艺可以增强玻璃材料的表面
硬度和抗磨损性能。

此外，表面的光洁度和平整度也会影响到
玻璃材料的磨耗度。

光洁度较高、表面平整度较好的玻璃材料
表面摩擦时的接触面积较小，磨耗度也相对较低。

综上所述，玻璃材料的磨耗度与材料组成、物理结构和加工工艺密切相关。

通过优化材料组成、控制物理结构和采用合适的加工工艺，可以提高玻璃材料的磨耗度，使其具有更好的耐磨性能。

磨耗率的概念磨耗率是指在物体表面由于与其他物体相互摩擦或接触而造成的表面损耗程度。

磨耗率是衡量物体材料耐磨性能的重要指标之一，也是评价物体使用寿命和质量的重要参考指标。

磨耗是一种常见的现象，几乎无处不在。

无论是日常生活中的摩擦运动，还是工业领域的机械运作，都会导致物体表面的磨损。

例如，人类日常穿着鞋子行走，鞋底与地面摩擦会导致鞋底磨损；汽车行驶时轮胎与地面摩擦会导致轮胎磨损；机械设备使用时间久了，零件之间的接触摩擦会导致零件表面的磨损等等。

磨耗率的计量单位通常为毫米/千米，可以表示物体表面在运动一定距离后磨损的厚度。

例如，一个自行车车轮在行驶1000米后表面磨损了0.5毫米，那么它的磨耗率就是0.5mm/km。

磨耗率越大，表示物体的耐磨性能越低，使用寿命也会相应减少。

磨耗率是由多种因素共同影响的。

第一，材料的硬度。

通常情况下，硬度越高的材料，抵抗磨损的能力也就越强。

例如，金刚石是世界上最硬的物质，因此在工业中常用于耐磨零件的制造。

第二，摩擦力。

摩擦力越大，物体表面的磨损就越严重。

例如，当我们使用铁锹挖土时，土壤与铁锹的摩擦力很大，因此铁锹容易被磨损。

第三，摩擦表面的光滑度。

表面越光滑，磨耗率越小。

因为表面越光滑，接触面积就越小，摩擦力也就越小。

第四，负载大小。

负载越大，磨耗率越大。

例如，摩擦力越大，物体表面的磨损就越严重。

第五，润滑条件。

良好的润滑能减少表面摩擦，降低磨耗率。

例如，在机械设备中添加适量的润滑油可以减少零件的磨损。

磨耗率对于工程设计和材料选择非常重要。

在设计机械零件或工程设备时，必须考虑到材料的磨耗性能。

选择合适的材料可以延长设备的使用寿命，减少维修和更换零件的次数，降低维护成本。

例如，在汽车制造中，车轮是接触地面的部分，经受着复杂的道路状况和各种力的作用。

因此，选择具有良好耐磨性能的橡胶轮胎非常重要，能够保证车辆长时间的安全运行。

除了工程设计，磨耗率在科学研究中也有广泛应用。

例如，在材料科学领域，研究磨损机制和探索新型材料的耐磨性能是一个重要的研究方向。