陶瓷摩擦材料摩擦性能影响因素探讨
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陶瓷摩擦片单位面积所能承受的压力陶瓷摩擦片,这玩意儿说起来也许大家不太熟悉,但一提到刹车、摩擦、甚至汽车,这些词大家肯定都听过吧?陶瓷摩擦片呢,说白了就是刹车系统中的一种重要部件。
你知道刹车片吗?它们是摩擦片的一种,作用就是通过摩擦力来减少车速、停车。
可陶瓷摩擦片跟普通的刹车片比,有些不一样。
它的主要优势就是抗压、耐高温、摩擦力稳定,而且用得时间久了,磨损也慢。
说到这里,你可能会有个问题:陶瓷摩擦片到底能承受多大的压力呢?它的“硬核”到底在哪儿?好啦,先从简单的开始吧。
陶瓷摩擦片的工作原理,顾名思义,就是通过摩擦产生阻力来降低速度。
摩擦力跟压力、温度等因素都有关系。
而压力呢,就是指单位面积上所承受的力。
其实你想想,陶瓷摩擦片就是“在狭小空间里承受巨大的压力”,这种压力可不是一般的“大”,如果它不能承受这些压力,那刹车就没用了,车就不能停了!不过,陶瓷摩擦片的材质特性就是能承受非常大的压力,承受的范围一般能达到200 MPa左右,有时候高达300 MPa!如果用简单点的方式理解,这意味着陶瓷摩擦片的每一平方厘米,都能承受大约200到300公斤的压力,相当于你跟我站在一起,也能给这个小小的摩擦片“施加”这么多的重量,简直是牛得不要不要的!说实话,陶瓷摩擦片这么能承受压力,不仅仅是它的“硬”,更是因为它的材料特性。
陶瓷材料本身就有很高的密度和强度,所以在面对来自刹车盘的巨大压力时,它能够稳定地保持自己的形态,而不容易变形或碎裂。
这就好比你平时穿的牛仔裤,不管怎么折腾都不会撕裂,因为它的材质就在那里,经得起折腾。
你要是把陶瓷摩擦片比作“超人”,那么它就是那个能够在高速行驶中,凭一己之力“死死扛住”车速压力的家伙。
不过,压力虽然大,但陶瓷摩擦片也有它的极限。
别觉得陶瓷摩擦片是无敌的哦!它毕竟是摩擦材料,不是钢铁侠。
陶瓷摩擦片能承受的压力并不是无限大的,如果压力超过了它的极限,它就会发生变形、磨损加速,甚至出现裂痕,影响刹车效果。
热处理工艺对金属陶瓷材料的摩擦磨损性能和抗磨损性的调控热处理工艺对金属陶瓷材料的摩擦磨损性能和抗磨损性的调控摩擦和磨损是金属陶瓷材料在实际应用中不可避免的问题。
为了提高金属陶瓷材料的摩擦磨损性能和抗磨损性,热处理工艺是一种有效的手段。
通过热处理,可以改变材料的组织结构和性质,从而对其摩擦磨损性能和抗磨损性进行调控。
热处理工艺主要包括退火、淬火和回火等步骤。
退火是通过将金属陶瓷材料加热到一定温度,保温一段时间后缓慢冷却,使其组织结构发生变化,从而改善其摩擦磨损性能和抗磨损性。
通过退火处理,材料的晶粒尺寸得以增大,晶界和晶内的析出相也得到经过改善,从而提高材料的硬度、强度和韧性,使其具有更好的耐磨性。
淬火是将金属陶瓷材料加热到一定温度,然后迅速冷却,使其组织结构发生相变,从而提高材料的摩擦磨损性能和抗磨损性。
通过淬火处理,材料的组织结构由粗大的晶粒转变为细小而均匀的马氏体,增加了材料的硬度和强度。
此外,淬火还能通过消除材料内部的应力和变质组织等缺陷,提高材料的耐磨性和抗磨损性。
回火是在淬火后,将金属陶瓷材料再次加热到一定温度,保温一段时间后进行冷却,以调控其摩擦磨损性能和抗磨损性。
回火可以减轻淬火带来的脆性和应力集中现象,并使材料恢复原有的韧性和延展性。
通过合理的回火工艺,可以使金属陶瓷材料达到最佳的摩擦磨损性能和抗磨损性。
需要注意的是,热处理工艺对金属陶瓷材料的调控需要综合考虑材料的组成、制备工艺和使用环境等因素。
不同的金属陶瓷材料具有不同的组织结构和性质,对热处理工艺的响应也有差异。
因此,在进行热处理之前,需要对材料进行详细的分析和测试,制定相应的热处理工艺。
总之,热处理工艺是调控金属陶瓷材料摩擦磨损性能和抗磨损性的重要手段。
通过退火、淬火、回火等工艺的组合应用,可以调整金属陶瓷材料的组织结构和性质,从而实现对其摩擦磨损性能和抗磨损性的精确调控。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的热处理工艺,以获得最佳的摩擦磨损性能和抗磨损性。
材料表面涂层对摩擦和磨损的影响机理研究摩擦和磨损是各种机械系统中普遍存在的问题,对材料和设备的性能产生负面影响。
为了解决这一问题,研究人员发现通过在材料表面涂层来改善其摩擦和磨损性能是一种有效的方法。
这种表面涂层技术在工业领域已经被广泛应用,本文将重点探讨材料表面涂层对摩擦和磨损的影响机理。
涂层是通过在材料表面上形成一层覆盖物来提高摩擦和磨损性能的技术。
涂层可以通过物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、电沉积、溅射等方法进行制备。
涂层材料的选择主要依据于材料的使用环境和要求,如金属、陶瓷、聚合物等。
首先,涂层可以改变材料表面的摩擦特性。
涂层可以利用其固有的滑动特性,降低材料表面与其他物体之间的接触力,从而减小了摩擦系数。
此外,一些涂层材料还具有自润滑的特性,能够在摩擦过程中释放润滑剂,降低了摩擦系数,并减少了摩擦产生的热量。
其次,涂层可增加材料的硬度和耐磨性。
在表面涂层的过程中,涂层材料与基材之间发生化学反应,使涂层与基材形成牢固的结合。
这样,在摩擦和磨损过程中,由于涂层的硬度高于基材,涂层能够承受更大的载荷,减少了材料表面的磨损。
同时,涂层还能够有效减少摩擦表面的接触面积,从而降低了摩擦表面的磨损。
涂层还可以增加材料的抗腐蚀性能。
在某些工作环境中,材料容易受到氧化、腐蚀等侵蚀。
通过在材料表面形成涂层,可以有效隔绝外界环境对材料的侵蚀,提高材料的抗腐蚀性能。
涂层的抗腐蚀性能主要取决于涂层材料的化学稳定性和结构稳定性。
涂层的厚度和结构对摩擦和磨损性能也有重要影响。
较厚的涂层可以提供更好的保护层,延长材料的使用寿命。
然而,过厚的涂层可能导致表面粗糙度增加,反而影响材料的摩擦和磨损性能。
此外,涂层结构的致密性和均匀性也对摩擦和磨损性能起着关键作用。
较致密的涂层结构可以有效减少材料表面的微孔和缺陷,提高摩擦和磨损性能。
此外,涂层的制备工艺和材料的选择也对摩擦和磨损性能有直接影响。
不同的制备工艺会影响涂层的致密性、晶体结构和表面形貌,从而影响材料的摩擦和磨损性能。
陶瓷材料的结构与性能关系研究1. 引言陶瓷材料是一类重要的结构材料,因其良好的耐热、耐腐蚀性以及高硬度等特性,在各个领域都有广泛的应用。
想要进一步提升陶瓷材料的性能,就需要深入研究其结构与性能之间的关系。
2. 表面形貌与力学性能陶瓷材料的表面形貌对其力学性能有着重要的影响。
通常,表面越光滑,材料的强度和韧性就越高。
光滑的表面能减少材料内部的裂纹和孔洞的存在,从而提高其强度。
同时,表面形貌也会影响材料的磨损和摩擦性能。
研究发现,通过调节陶瓷材料的表面形貌,可以有效地提高其力学性能。
3. 晶体结构与热性能陶瓷材料的晶体结构对其热性能有着重要的影响。
各种陶瓷材料的晶体结构不同,其热膨胀系数和导热系数也会不同。
例如,氧化铝的热膨胀系数较低,具有良好的热稳定性,适用于高温环境。
而氮化硅的导热系数很高,可以作为热散射材料使用。
因此,通过研究陶瓷材料的晶体结构,可以为其在不同温度和热环境下的应用提供参考。
4. 缺陷与导电性能陶瓷材料中的缺陷对其导电性能有着重要的影响。
通常,导电性能较好的陶瓷材料往往具有更多的缺陷,如空位、杂质等。
这些缺陷能够提供导电路径,从而增强材料的导电性能。
例如,氧化锌陶瓷中的氧空位可以提供电子迁移的通道,因此氧化锌陶瓷具有良好的导电性能。
研究陶瓷材料中缺陷与导电性能的关系,可以为设计和制备具有特定导电性能的陶瓷材料提供指导。
5. 成分与光学性能陶瓷材料的成分对其光学性能有着决定性的影响。
不同元素的添加和摩尔比例变化,会对陶瓷材料的吸收、透射和散射等光学性质产生显著影响。
例如,掺杂不同元素的陶瓷材料可以实现对特定波长的光的吸收和发射。
这一特性使得陶瓷材料在光学器件中有广泛应用,如激光器、光纤等。
因此,深入研究陶瓷材料的成分与光学性能的关系,可以为其在光学领域的应用提供理论基础。
6. 结论陶瓷材料的结构与性能之间存在着密切的关系。
不同的结构特点会导致陶瓷材料具有不同的力学性能、热性能、导电性能和光学性能等特性。
TiC/NiCr金属陶瓷复合材料摩擦磨损性能本文主要研究TiC/NiCr金属陶瓷复合材料的摩擦磨损性能。
首先介绍了该复合材料的成分及制备方法,并探讨了该材料的物理、力学性能。
然后,通过摩擦试验及磨损测试,对其摩擦磨损性能进行了研究与分析。
一、TiC/NiCr金属陶瓷复合材料的制备方法该复合材料是在NiCr合金基体上通过等离子烧结技术制备而成的。
制备过程分为两个步骤:首先,将TiC陶瓷粉末与NiCr金属粉混合,并通过球磨机混合均匀;其次,将混合物压制成形,并在真空条件下等离子烧结。
最终得到的复合材料具有较高的密度和强度,且陶瓷颗粒分布均匀。
二、TiC/NiCr金属陶瓷复合材料的物理、力学性能该复合材料具有优异的耐磨性、高温抗氧化性、较高的硬度和强度等物理、力学性能。
其中,通过硬度测试可知,该复合材料的硬度约为1900HV,远高于NiCr合金和传统的钢铁材料。
因此,该材料可以应用于高耐磨及高温环境下的机械零件制作。
三、TiC/NiCr金属陶瓷复合材料的摩擦磨损性能本实验采用了环形槽摩擦实验机对该复合材料进行了摩擦试验。
实验结果表明,与NiCr合金相比,该复合材料具有较低的摩擦系数。
在高温状况下,该复合材料的抗磨损性能出现了明显的提高,表现出了良好的耐磨损性。
此外,我们还进一步进行了磨损测试,研究了该复合材料的磨损机理。
实验结果表明,摩擦过程中,在TiC颗粒的作用下,合金基体表面形成了一层坚硬的氧化物保护层,从而减缓了磨损速率。
综合以上实验结果,可以得出结论:TiC/NiCr金属陶瓷复合材料具有较好的耐磨损性,并表现出了优异的高温抗氧化性。
这种复合材料的开发有望解决许多行业在高温及高磨损环境下所遇到的问题,具有广阔的应用前景。
此外,我们还通过扫描电镜(SEM)观察了该复合材料的微观结构。
观察结果表明,陶瓷颗粒与金属基体间形成了良好的结合,陶瓷颗粒分布均匀且呈现出网状结构。
这种结构可以提高材料的耐磨性和热稳定性,减少短时间内的塑性变形。
《Ti3SiC2替代石墨对铜基摩擦材料性能的影响》篇一一、引言随着现代工业的快速发展,铜基摩擦材料在机械、汽车、航空航天等领域的应用越来越广泛。
为了提高铜基摩擦材料的性能,研究者们不断探索新的材料替代品。
其中,Ti3SiC2作为一种新型的陶瓷材料,因其优异的物理和化学性能,被视为石墨的潜在替代品。
本文旨在研究Ti3SiC2替代石墨对铜基摩擦材料性能的影响。
二、Ti3SiC2材料概述Ti3SiC2是一种具有层状结构的陶瓷材料,具有高硬度、高导电性、高热稳定性和良好的化学稳定性等优点。
其独特的物理和化学性质使其在高温、高负载、高速度等恶劣环境下表现出良好的性能。
因此,Ti3SiC2被认为是一种具有潜力的新型材料,可以用于替代传统的石墨材料。
三、实验方法本实验采用Ti3SiC2替代部分石墨,制备铜基摩擦材料。
通过改变Ti3SiC2的含量,制备出一系列不同配比的铜基摩擦材料样品。
然后,对样品进行性能测试,包括硬度、耐磨性、摩擦系数等指标。
最后,对实验结果进行统计分析,以评估Ti3SiC2对铜基摩擦材料性能的影响。
四、实验结果与分析1. 硬度实验结果显示,随着Ti3SiC2含量的增加,铜基摩擦材料的硬度逐渐提高。
这是因为Ti3SiC2具有较高的硬度,其加入使得材料的整体硬度得到提升。
2. 耐磨性Ti3SiC2的加入显著提高了铜基摩擦材料的耐磨性。
与纯石墨铜基摩擦材料相比,添加了一定比例的Ti3SiC2后,材料的耐磨性得到了显著提高。
这主要归因于Ti3SiC2的高硬度和良好的化学稳定性。
3. 摩擦系数在摩擦过程中,Ti3SiC2的加入对铜基摩擦材料的摩擦系数产生了一定影响。
随着Ti3SiC2含量的增加,摩擦系数呈现先降低后升高的趋势。
这可能与材料的表面形貌、接触面积以及润滑性能等因素有关。
五、结论本文通过实验研究了Ti3SiC2替代石墨对铜基摩擦材料性能的影响。
实验结果表明,Ti3SiC2的加入显著提高了铜基摩擦材料的硬度、耐磨性和摩擦性能。
摩擦材料的制备与性能研究摩擦材料是一种特殊的材料,其研制目的是为了在摩擦运动中发挥优异的性能。
因此,摩擦材料的制备和性能研究是摩擦学领域中的重要研究课题。
本文将为大家介绍摩擦材料的制备方法和性能研究进展。
一、摩擦材料的制备方法1.化学制备法化学制备法是一种常见的摩擦材料制备方法。
该方法的核心原理是根据材料成分和性能要求,在溶液中加入一定的化学试剂,通过反应生成特定的化学物质,制备摩擦材料。
例如,针对特定的炭素纤维聚酰亚胺复合材料,化学制备法可以通过调节反应物浓度、反应温度、反应时间等参数,控制反应过程中复合材料表面的化学成分,从而改善材料的摩擦和磨损性能。
2.物理制备法物理制备法是一种常用的摩擦材料制备方法。
该方法的主要原理是利用各种物理手段,如机械磨削、沉积、薄膜制备等技术,来改变摩擦材料的物理特性和形态结构,从而改善材料的摩擦和磨损性能。
例如,利用黑磷纳米片的高比表面积和较低垂直间隙厚度,可通过机械磨削、热处理等物理制备手段,制备出具有优异摩擦特性的黑磷基摩擦材料。
3.纳米材料制备法纳米材料制备法是一种以纳米技术为基础的摩擦材料制备方法。
该方法是利用纳米材料的高比表面积、尺寸效应等特性,来改变材料的的物理、化学、电学等性能,从而提高其摩擦和磨损性能。
例如,将纳米氧化铝粉末加入到聚乙烯树脂中,用溶液制备成复合材料,可制备出优异的摩擦和磨损性能的摩擦材料。
二、摩擦材料的性能研究进展1.摩擦学性能指标研究摩擦学性能指标是指用来评估摩擦材料性能的一组指标。
在实践应用中,摩擦学性能指标是非常重要的,因为它们直接关系到摩擦材料的使用寿命和效率。
目前,研究人员已经发现了一些新的摩擦学性能指标,比如摩擦轨迹形状、摩擦力矩振荡平衡点、摩擦因数稳定性等,这些指标将对摩擦材料的性能研究产生积极意义。
2.摩擦材料表面改性研究摩擦材料表面改性研究是一种常见的摩擦性能研究方法。
与传统的摩擦材料表面改性方法不同,目前研究人员正在开发使用一些新型的表面改性技术,如等离子体改性技术、激光改性技术等,来改善材料的摩擦性能。
sin陶瓷球摩擦磨损解释说明1. 引言1.1 概述在工程领域中,摩擦磨损是一个重要的现象,在各种机械设备和材料中都存在着不同程度的摩擦磨损问题。
对于陶瓷材料而言,其特殊的物理和化学性质使得其在摩擦磨损方面具有一定的优势。
本文将针对一种名为sin陶瓷球的材料,探讨其摩擦磨损性能及机理。
1.2 文章结构本文共分为五个部分,即引言、正文、实验方法与结果分析、结论和结束语。
在正文部分,将首先介绍sin陶瓷球的特性,然后详细解释其摩擦磨损机理,并分析影响sin陶瓷球摩擦磨损因素。
接下来,在实验方法与结果分析部分,将描述用于测试sin陶瓷球摩擦磨损的实验设备和材料,并介绍实验设计与过程,并对实验结果进行数据分析。
最后,在结论部分总结了对sin陶瓷球摩擦磨损机理的解释,并对影响摩擦磨损因素进行归纳与讨论,同时展望了未来进一步研究的方向和建议。
1.3 目的本文旨在深入探究sin陶瓷球的摩擦磨损性能和机理,并通过实验验证来分析影响其摩擦磨损的因素。
通过对sin陶瓷球摩擦磨损的分析,期望能为相关工程领域提供有关优化设计和使用该材料的参考依据。
此外,本文也将为未来对sin陶瓷球摩擦磨损机理进行更深入研究提供基础与指导。
2. 正文2.1 sin陶瓷球的特性sin陶瓷球是一种具有高硬度、高耐磨性和抗化学腐蚀性能的材料。
其主要成分为氧化硅(SiO₂),含有较少的其他金属氧化物。
由于其特殊的组织和结构,sin 陶瓷球具备良好的物理性能,例如高强度、低密度和优异的高温稳定性。
此外,sin陶瓷球还具有较低的摩擦系数和良好的自润滑特性。
2.2 sin陶瓷球摩擦磨损机理sin陶瓷球在摩擦过程中会发生摩擦接触,并且受到外力作用下发生表面微切变。
这种微切变使得材料表面原子或分子重新排列,并形成了摩擦接触区域。
在此过程中,局部温度升高且发生塑性变形、断裂或剥离现象,导致材料表面出现微小齿坑、轻微划伤和局部凸起。
同时,在实际使用中,sin陶瓷球还会遭受外界因素的影响,例如载荷大小、表面粗糙度、润滑情况和环境湿度等。
摩擦力与材质关系问题探讨不同材质的物体在接触时摩擦力的差异摩擦力与材质关系问题探讨——不同材质的物体在接触时摩擦力的差异摩擦力是指当物体之间存在相对运动或者有相对趋势运动时,由于接触面间的相互作用而产生的阻碍运动的力。
不同材质的物体在接触时,由于其表面特性的差异,摩擦力的大小也会发生变化。
本文将探讨不同材质物体在接触时的摩擦力差异,并分析其原因。
一、材质对摩擦力的影响1. 粗糙度对摩擦力的影响粗糙度是指物体表面凹凸不平的程度。
当两个具有一定粗糙度的物体接触时,其表面的凹凸部分会相互嵌合,形成微小的连接点。
这些连接点会增加物体间的接触面积,并且在相对滑动的过程中阻碍彼此的运动,从而增加摩擦力的大小。
举例来说,当我们将两块木板叠放在一起并尝试相互滑动时,由于木质表面存在的纤维和纹理,这些粗糙度将导致木板之间的摩擦力增大。
相比之下,将两块玻璃板叠放在一起进行滑动时,由于玻璃板表面相对较为平整,其摩擦力将显著小于木板。
2. 表面润滑与摩擦力的关系表面润滑剂的使用可以在材质接触时减小摩擦力。
润滑剂能够在物体表面形成一层润滑膜,降低两个物体直接接触的摩擦阻力。
例如,在机械设备中常使用润滑油、润滑脂等物质来减小机械零件之间的摩擦力,从而降低能量消耗,提高机械效率。
3. 材料之间的化学作用不同材质之间的化学作用也会影响摩擦力的大小。
一些材质在接触时会发生化学反应,形成新的化合物或氢键等强力连接,增加摩擦力的大小。
而另一些材质之间可能存在抗击压缩或者减少摩擦力的特殊化学性质。
二、材质间摩擦系数的实验测量为了研究不同材质物体的摩擦力差异,科学家们进行了大量的实验测量,并得出了一系列摩擦系数的数值。
摩擦系数是一个无量纲的比例系数,用于描述两个物体在接触时的摩擦力大小。
不同材质组合之间的摩擦系数可以通过实验测量得到。
实验结果表明,不同材质之间的摩擦系数存在显著差异。
例如,金属与金属之间的摩擦系数通常较大,而金属与塑料之间的摩擦系数较小。
陶瓷摩擦材料陶瓷摩擦材料是一种具有优异摩擦性能和耐磨性的材料,广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。
它具有高硬度、耐高温、耐腐蚀、低摩擦系数等特点,因此备受青睐。
本文将对陶瓷摩擦材料的特性、应用及发展前景进行详细介绍。
首先,陶瓷摩擦材料的特性主要体现在以下几个方面,其一是高硬度。
陶瓷材料的硬度通常在6-9之间,比金属材料高出数倍,因此具有极强的耐磨性。
其二是耐高温。
陶瓷摩擦材料能够在高温环境下保持稳定的摩擦性能,不易软化变形。
其三是耐腐蚀。
陶瓷材料具有良好的化学稳定性,能够在腐蚀性介质中长期使用。
其四是低摩擦系数。
陶瓷摩擦材料的摩擦系数通常在0.2以下,能够有效降低摩擦损失,提高机械传动效率。
其次,陶瓷摩擦材料的应用领域非常广泛。
在机械制造领域,陶瓷摩擦材料常用于制造轴承、齿轮、机械密封件等零部件,能够有效提高设备的使用寿命和可靠性。
在汽车制造领域,陶瓷摩擦材料被广泛应用于制动系统、离合器系统等关键部件,能够提高制动性能和传动效率。
在航空航天领域,陶瓷摩擦材料被应用于航空发动机、飞机制动系统等高温高速工作环境中,具有良好的耐磨性和稳定性。
最后,陶瓷摩擦材料的发展前景非常广阔。
随着工业技术的不断进步,对摩擦材料的要求也越来越高。
陶瓷摩擦材料以其优异的性能优势,将在未来取得更广泛的应用。
同时,随着新材料、新工艺的不断涌现,陶瓷摩擦材料的制备工艺和性能将得到进一步提升,为各行业带来更多的创新应用。
综上所述,陶瓷摩擦材料具有独特的特性和广泛的应用前景,将在机械制造、汽车制造、航空航天等领域发挥重要作用。
随着科技的不断进步,相信陶瓷摩擦材料将迎来更加美好的发展前景。
陶瓷摩擦学I.陶瓷的摩擦与磨损
薛群基;刘惠文
【期刊名称】《摩擦学学报》
【年(卷),期】1995(15)4
【摘要】根据大量文献调查结果,从影响陶瓷材料摩擦磨损性能的内因(主要包括陶瓷材料的力学性能及微观结构)和外因(主要包括载荷、速度、温度、环境气氛及偶件的化学活性等)出发,讨论了陶瓷材料的摩擦磨损行为及机制,以促进正确选择、设计和使用陶瓷材料,在对陶瓷摩擦学研究现状分析评论的基础上,提出了陶瓷摩擦磨损今后研究工作中值得重视的发展方向.
【总页数】9页(P376-384)
【关键词】陶瓷材料;摩擦磨损;非金属材料
【作者】薛群基;刘惠文
【作者单位】中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑开放研究实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TB321.023
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1.陶瓷涂层摩擦环摩擦磨损特性试验研究 [J], 印光耀;郭庆;徐声云
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=2·t1球状筒体的受力分析如图2所示,由球状筒体的对称性可知,球状筒体的轴向拉应力σ2与径向拉应力σ1=σ2=σ,由静力平衡原理得:π·D2·t2=p·π·D224,即:σ=p·D24·t2同理,与圆柱状筒体一样,球状筒体也可近似地认为处于两向应力状态,同样球状筒体也是由塑性较好的碳图1圆柱筒体的受力分析示意图图2球状筒体的受力分析示意图a:30%满载量,n=0.7n kb:50%满载量,n=0.7n (满载量———装载量为筒体有效容积的100%)“瀑落”研磨运动时装载量与球石运动状态的示意图图4装载量、转速与球石的运动状态之间的关系示意图a:30%满载量,n=0.55n kb:50%满载量,n=0.55n kc:50%满载量,n=0.60n k(满载量———装载量为筒体有效容积的100%)图3球磨机筒体内球石的研磨运动状态示意图a:“泻落”研磨运动状态b:混合研磨运动状态c:“瀑落”研磨运动状态态,而介于两者之间的研磨运动状态称为混合研磨运动状态,此时“泻落”和“瀑落”研磨运动同时产生作用。
若球磨机以较高的转速旋转(球石处于“瀑落”研磨干法球磨主要应用于球磨细碎原始的颗粒物物料通常表现为劈裂的破碎特征。
通过筛分分级后就能可靠地分离出达到所需细度要求的颗粒,再将未达到所需细度要求重新返回干法球磨生产工艺流程中,提高干法球磨效率。
与湿法球磨相比,干法球磨主要具有图7橡胶衬板球磨机筒体的运转示意图落运动的高能量将会损坏石材内衬,尤其是石料的边缘部随着球磨机筒体内衬磨损的加剧体内衬穿孔的危险,并严重缩短筒体内衬的使用寿命可以通过增大装载量、降低球磨机的转速和增加部分小规格尺寸的球石等措施妥善地解决这些问题即使控制球磨机球磨细碎工艺过程的关键是保持装、水和添加剂)的组成、123456橡胶衬板,2—橡胶压条,3—压板(弧形板)螺栓,4—橡胶密封垫和钢质垫圈)和密封盖组件,6—筒体壁图6橡胶衬板和橡胶压条的装配示意图. All Rights Reserved.。
陶瓷纤维摩擦:
陶瓷纤维是一种人造矿物纤维,具有良好的耐高温性能和较低的导热系数。
它在摩擦材料中广泛应用,能够有效降低其他低温材料的热衰退性和膨胀性,提高摩擦片材料在制造和使用过程中的稳定性。
陶瓷纤维摩擦片是一种采用陶瓷纤维制成的摩擦材料,具有以下优点:
1.无异响:由于不含金属成分,避免了与金属对偶件摩擦产生的噪音,使驾驶更加安静。
2.延长使用寿命:陶瓷刹车摩擦片在刹车盘上不会出现刮槽,相比传统刹车片,其使用寿命可延长20%。
3.耐高温:陶瓷具有散热快的特性,因此陶瓷刹车摩擦片的耐高温程度可达400+50℃。
4.提供更高的安全保障和舒适性能。
然而,陶瓷纤维摩擦片也存在一些缺点:
1.价格较贵:由于其制造工艺和材料成本较高,因此价格相对较高。
2.需要专业维护:陶瓷纤维摩擦片需要专业的维护和保养,不能随意更换其他品牌的刹车片,否则可能影响其性能和寿命。
总之,陶瓷纤维摩擦片具有较高的性能和安全性,但也需要合理的使用和维护。
陶瓷磨损机理
陶瓷磨损机理是指在陶瓷材料的磨削过程中,由于外力作用而导致材料表面的磨损现象。
陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、化学稳定性强等优点,因此在工业生产中得到了广泛应用。
但是,陶瓷材料的磨损问题也是制约其应用的重要因素之一。
陶瓷材料的磨损机理主要包括磨料磨损、表面疲劳磨损和化学磨损三种类型。
磨料磨损是指在磨削过程中,磨料颗粒与陶瓷材料表面发生摩擦和碰撞,导致材料表面的磨损。
磨料颗粒的硬度和形状、磨削压力和速度等因素都会影响磨料磨损的程度。
此外,磨料颗粒与陶瓷材料表面的化学反应也会加速磨损的发生。
表面疲劳磨损是指在磨削过程中,由于表面应力集中和变形等因素,导致材料表面出现微裂纹和裂纹扩展,最终导致磨损。
表面疲劳磨损的发生与磨削压力、速度、温度等因素有关。
化学磨损是指在磨削过程中,磨料颗粒与陶瓷材料表面发生化学反应,导致材料表面的磨损。
化学磨损的发生与磨料颗粒的化学成分、陶瓷材料的化学性质等因素有关。
为了减少陶瓷材料的磨损,可以采取以下措施:
1. 选择合适的磨料颗粒,使其硬度和形状与陶瓷材料相匹配。
2. 控制磨削压力和速度,避免过大的磨削力和速度导致表面疲劳磨损。
3. 采用润滑剂或冷却剂,降低磨削过程中的温度,减少化学磨损的发生。
4. 采用表面处理技术,如化学镀、电镀等,增加材料表面的硬度和耐磨性。
陶瓷材料的磨损机理是一个复杂的过程,需要综合考虑多种因素。
通过合理的磨削工艺和表面处理技术,可以有效地减少陶瓷材料的磨损,提高其使用寿命和性能。
陶瓷摩擦材料摩擦性能影响因素探讨
摘要:本文探讨了外部因素和纤维对结构陶瓷摩擦磨损的影响,旨在促进在
特定工况下正确使用相应的陶瓷材料作为摩擦学部件。
关键词:陶瓷 摩擦材料 摩擦性能
陶瓷是一种无机非金属材料,陶瓷材料一般具有较高的摩擦系数。陶瓷及其
复合材料所具有的高熔点、高硬度、良好的化学稳定性、高温机械性能等特点,
使其在众多领域中得到了实际应用,作为高温耐磨结构件具有比金属基材料更加
广阔的应用前景。其中陶瓷纤维更是以其良好的抗老化性能、强度和在各种工作
温度下保持稳定的摩擦能力而引起摩擦材料行业的广泛注意。将陶瓷材料用于制
造阻摩器件,可利用其强度高、高温性能好、耐磨损等优良性能。另外,陶瓷材
料的密度较低,如果将陶瓷材料制造的制动器在高速列车上成功应用,可使每个
转向架上制动盘的总重量由1560kg下降到750kg。
1 外部因素对工程陶瓷摩擦学特性的影响
外部因素是指一个完整的摩擦学系统中除了摩擦材料自身特性以外的因素,
主要包括法向载荷、滑动速度、滑行距离、滑行时间、界面介质、环境气氛、温
度、对摩材料、摩擦方式等。
1.1法向载荷的影响
研究者们普遍发现摩擦因数、磨损量随载荷增加而增加,但变化规律不是简
单的线性递增关系,而是在某个载荷下摩擦因数有一明显跃变,磨损率也呈量级
增加,国外的研究者们将之称作磨损突变(Wear Transition)。磨损率的突变对应着
磨损机制的变化,即由塑性变形、犁耕、微切削和微断裂磨损转变为断裂磨损。
研究表明在干摩擦条件下Y-TZP陶瓷材料在法向载荷大于142N时,轻微磨损突
变为严重磨损,磨损机制由塑性变形转变为脆性断裂。同时,滑行速度对磨损行
为有较大影响,在高速(≥1.26m/s)条件下发生了磨损突变。磨损由塑性变形转为
断裂发生。在石蜡油润滑条件下A1203陶瓷在50N(10min)、ZTA复合陶瓷在
320N(150min)时,磨损率发生突变。Kong等采用环一块式摩擦副,研究了自相
配莫来石陶瓷在不同的介质和载荷下的摩擦磨损特性,实验结果表明:莫来石陶
瓷以水为介质时在20N、以机油为介质时在1000N附近存在磨损突变。磨损突
变前主要的磨损机理为塑性变形和犁耕:磨损突变后断裂磨损成为主要的磨损机
理。机油为介质时,磨损率与载荷基本呈线性关系。
1.2滑动速度的影响
有关滑动速度对陶瓷摩擦磨损的影响,已经有不少学者作了这方面的研究。
Esposito等研究表明在低滑行速度时氧化铝含量在79.0%-95.3%范围内的氧化铝
陶瓷的磨损率随着氧化铝含量的降低而升高,但在高滑行速度时,此影响非常小。
磨损率随滑行速度的增加也存在磨损突变的现象。但这种突变与载荷所致磨损突
变有着本质的区别,后者是载荷所致应力超过某一临界值导致陶瓷表面产生裂纹
进而发生断裂引起的,前者是滑行速度过快导致摩擦表面温度过高所致。当速度
达到某一临界值时,会使陶瓷表面产生剧烈的摩擦,因陶瓷的导热性能较差,造
成试件表面温度过高,而导致磨损突变现象。
1.3滑行距离的影响
陶瓷材料的磨损率随滑动距离的变化一般为线性的。不同的材料和不同的操
作参数,这种线性关系的斜率一般不同,在相同的操作参数下,氧化锆陶瓷与氧
化铝陶瓷的磨损率随滑行距离变化的斜率相差较大。有的研究发现在某一滑动距
离后磨损率会突然大幅增大,认为是摩擦过程中缺陷的积累而导致裂纹的生成,
产生断裂磨损的结果。如Farhat等研究表明纳米多晶氧化铝陶瓷材料的磨损体积
随晶粒尺寸的增大和滑行距离的延长而增加,不同晶粒尺寸的陶瓷材料都在滑行
20m后发生了磨损突变,
1.4界面介质
界面介质主要包括有无润滑介质,润滑介质包括无反应润滑介质和有反应润
滑介质两个方面。一般而言,干摩擦比有润滑摩擦有更高的摩擦因数和较高的磨
损率。无反应润滑介质是一些特殊的润滑油,能明显降低系统的摩擦因数和磨损
率。有反应润滑介质是指与对磨材料发生化学反应的润滑介质,研究较多的是水。
由于ZrO2陶瓷在许多应用场合都不可避免要与水或水溶液接触,研究其在水中
的摩擦磨损特性是十分重要的。
2 纤维增强陶瓷摩擦材料的性能
陶瓷是一种无机非金属材料,陶瓷材料一般具有较高的摩擦系数。陶瓷及其
复合材料所具有的高熔点、高硬度、良好的化学稳定性、高温机械性能等特点,
使其在众多领域中得到了实际应用,作为高温耐磨结构件具有比金属基材料更加
广阔的应用前景。其中陶瓷纤维更是以其良好的抗老化性能、强度和在各种工作
温度下保持稳定的摩擦能力而引起摩擦材料行业的广泛注意。将陶瓷材料用于制
造阻摩器件,可利用其强度高、高温性能好、耐磨损等优良性能。另外,陶瓷材
料的密度较低,如果将陶瓷材料制造的制动器在高速列车上成功应用,可使每个
转向架上制动盘的总重量由1560kg下降到750kg。
陶瓷材料早在上世纪60年代开始开发,但是作为结构材料存在容易脆裂的
严重缺点,因而作为结构功能材料的用途有限。纤维增强陶瓷是陶瓷基复合材料
中最有发展前景的。陶瓷基体经纤维或晶须增强后,不仅强度提高,而且韧度增
加,韧性大大上升。如短纤维增强氧化铝和氮化硅的弯曲强度和断裂韧性比来增
强的成倍提高。用长纤维增强陶瓷可大大提高其韧性。扩大其作为耐高温结构材
料的用途。陶瓷复合材料作为耐高温(1200-1600%)的结构材料有巨大的潜在应
用,其相对密度低(仅为钛合金的1/2,镍基超合金的1/31,除了航空航天和
军事工业中的耐高温用途外,还可能在陆地运输、能源和环保等领域获得广泛应
用。
3 总结
往往受到多种因素的同时或交替作用,而各种因素之间又可能是相互转化和
相互制约的,这就更增加了研究工作的难度。因此,只有系统地研究不同的工况
对陶瓷材料摩擦磨损性能的影响。深入地研究陶瓷材料的微观结构对其摩擦磨损
性能的影响,才能正确和经济地选择与设计可在某一相对固定的摩擦磨损环境下
使用的陶瓷材料。