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银—石墨—二硫化钼复合材料的摩擦磨损性能研究

作　者: 杨茜婷
导　师: 凤仪
学　校: 合肥工业大学
专　业: 材料学
关键词: 银-石墨-二硫化钼大气环境 N2气氛摩擦系数磨损率接触电压降磨损机理
分类号: TB333
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

采用粉末冶金的方法制备银-石墨-二硫化钼复合材料,对所得复合材料样品进行不同气氛下的摩擦磨损实验,测试其摩擦系数,磨损率,并使用光电子能谱仪、扫描电镜等分析手段对复合材料摩擦磨损后的磨痕形貌、磨屑进行分析,研究了石墨与二硫化钼含量对复合材料在大气及N2气氛条件下摩擦磨损行为及磨损机理的影响。并对复合材料进行电磨损实验,探究含量对材料电摩擦磨损性能的影响。银-石墨材料在大气中能够充分发挥减摩自润滑作用,生成完整均匀的润滑膜,磨损轻微;而在N2气氛中,其减摩性能大大下降。银-二硫化钼在大气中摩擦时,二硫化钼被氧化生成减摩性能差的三氧化钼,影响自润滑性能;而在气氛中由于可形成完整润滑膜,摩擦系数明显降低。银-石墨-二硫化钼在大气中能够形成润滑膜并在一定程度上减少了二硫化钼的氧化,减摩性能好;N2气氛中,二硫化钼形成润滑膜,减少了与对偶材料的粘着,减轻了磨损,摩擦磨损性能较好。银-石墨-二硫化钼复合材料在大气环境中工作时,随着二硫化钼与石墨含量比的增大,二硫化钼含量增加而使复合材料磨损加剧;且由于石墨含量减少,使材料表面形成的润滑膜的完整性下降,材料表面粗糙度增加,减摩性能下降,导致复合材料的磨损率增加。复合材料在N2气氛中摩擦时,随着复合材料中二硫化钼与石墨含量比的增大,使材料表面形成的润滑膜的完整性增大,材料表面粗糙度下降,减摩性能增加,同时材料硬度增加,因此材料磨损率下降。在电磨损过程中,随着石墨与二硫化钼含量比的增加,由于石墨具有导电性质,而二硫化钼导电性很差,固体润滑膜的导电性增加,薄膜电阻降低,导致接触电压降下降。随石墨与二硫化钼含量比增加,具有导电性质的石墨减少了微观电弧的产生,保证了复合材料摩擦表面的质量,材料的表面粗糙度降低,表面质量的提高,降低了材料的摩擦力,因此复合材料的磨损率降低,磨损中正刷的磨损率大于负刷。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-13
第一章绪论  13-25
  1.1 复合材料  13-15
    1.1.1 复合材料概论  13-14
    1.1.2 金属基复合材料  14-15
  1.2 自润滑复合材料  15-20
    1.2.1 固体润滑剂  16-17
      1.2.1.1 固体润滑剂特性  16-17
      1.2.1.2 石墨与二硫化钼  17
    1.2.2 固体自润滑复合材料  17-19
      1.2.2.1 固体自润滑复合材料的组成  17-18
      1.2.2.2 固体润滑材料的组成原则  18-19
    1.2.3 金属基自润滑材料  19-20
      1.2.3.1 金属基自润滑材料简介  19
      1.2.3.2 银基自润滑复合材料  19-20
  1.3 电接触、电接触材料简介  20-23
    1.3.1 电接触简介  20-21
    1.3.2 电接触材料性能  21-22
    1.3.3 电接触材料  22-23
  1.4 本课题研究背景及意义  23-25
第二章银-石墨-二硫化钼复合材料的制备及性能研究  25-33
  2.1 银-石墨-二硫化钼复合材料的制备  25-27
    2.1.1 混料  25-26
    2.1.2 压制成型  26
    2.1.3 烧结  26-27
    2.1.4 复压  27
  2.2 银-石墨-二硫化钼性能测试原理  27-33
    2.2.1 XRD 原理简介  27-28
    2.2.2 XPS 原理简介  28-29
    2.2.3 密度的测试  29-30
    2.2.4 硬度的测试  30
    2.2.5 电阻率的测试  30-31
    2.2.6 抗弯强度的测试  31
    2.2.7 表面粗糙度的测试  31-33
第三章银-石墨-二硫化钼的机械摩擦磨损实验及磨损机理分析  33-46
  3.1 银-石墨-二硫化钼的组织及物理性能  33-36
    3.1.1 银-石墨-二硫化钼的组织形貌  33-35
    3.1.2 银-石墨-二硫化钼的物理性能研究  35-36
  3.2 机械摩擦实验过程  36-38
    3.2.1 摩擦实验原理及设备  36-37
    3.2.2 实验参数的测量  37-38
      3.2.2.1 摩擦系数  37
      3.2.2.2 磨损率及磨损形貌  37-38
  3.3 银-石墨-二硫化钼摩擦性能及磨损机理分析  38-44
    3.3.1 银-石墨复合材料  39-40
    3.3.2 银-二硫化钼复合材料  40-43
    3.3.3 银-石墨-二硫化钼复合材料  43-44
  3.4 本章小结  44-46
第四章含量变化对不同气氛中银-石墨-二硫化钼摩擦磨损性能的影响  46-56
  4.1 银-石墨-二硫化钼物性研究  46-48
    4.1.1 样品含量与制备  46-47
    4.1.2 样品物性分析  47-48
  4.2 含量对银-石墨-二硫化钼减摩性能的影响  48-53
    4.2.1 含量对银-石墨-二硫化钼磨损形貌的影响  48-50
    4.2.2 含量对银-石墨-二硫化钼摩擦系数的影响  50-53
  4.3 含量对银-石墨-二硫化钼耐磨性的影响  53-55
    4.3.1 不同含量银-石墨-二硫化钼的磨损机理  53-54
    4.3.2 含量对银-石墨-二硫化钼磨损率的影响  54-55
  4.4 本章小结  55-56
第五章银-石墨-二硫化钼复合材料电摩擦磨损性能的研究  56-66
  5.1 电磨损性能测试原理和试验过程  56-59
    5.1.1 电磨损试验装置  56-57
    5.1.2 电磨损试验准备  57-58
    5.1.3 电刷性能测试过程及原理  58-59
    5.1.4 磨损试验  59
  5.2 复合材料摩擦磨损性能测试  59-60
  5.3 含量变化对复合材料接触电压降的影响  60-62
  5.4 含量变化对复合材料摩擦系数的影响  62-64
  5.5 含量变化对复合材料磨损率的影响  64-65
  5.6 本章小结  65-66
第六章全文总结  66-68
参考文献  68-73
硕士期间发表论文  73-74

银—石墨—二硫化钼复合材料的摩擦磨损性能研究

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