復(fù)合摩擦材料表面摩擦磨損特性與機理研究.pdf

1、制動摩擦是摩擦學的一個重要分支，在各類摩擦制動器中，復(fù)合摩擦材料(PMC)使用的比例高達90％以上，是由十幾種甚至三十幾種，機械性能、物化特性不同的材料組成，其表面摩擦磨損特性極為復(fù)雜。摩擦材料的表層成分、性質(zhì)和結(jié)構(gòu)對摩擦磨損起著決定性作用。由于還缺乏對表面摩擦層中物理和化學過程的精確了解。本文主要從材料組成，表面微觀形貌，表面成分變化，納米新材料的研制以及制動工況的變化出發(fā)對復(fù)合摩擦材料的表面摩擦磨損機理進行了研究和探討?！　⊥ㄟ^實

2、驗研究和對制動摩擦表面微觀形貌和表面成分的分析研究得到以下得結(jié)論：在復(fù)合摩擦材料中，樹脂材料對摩擦磨損特性的影響是第一因素，樹脂的含量有一最佳值，太多或太少對摩擦磨損都不利。根據(jù)對摩擦表面的觀察和成分分析，發(fā)現(xiàn)復(fù)合摩擦材料的表面瞬時溫度可超過1723℃，這一溫度要比原來估計的瞬點溫度1500℃高的多。詳細的分析和解釋了鋼纖維的氧化磨損過程，并對Kevlar纖維在熔融態(tài)的磨損過程以及摩擦生成物的形貌特征進行了說明。對摩擦表面“沖積層”的形

3、成機理和對表面摩擦磨損的影響進行了分析。解釋了摩擦材料表面裂紋產(chǎn)生的原因：在摩擦熱和表面力的綜合作用下，導(dǎo)致聚合物結(jié)構(gòu)的破壞和熱降解。借助原子力顯微鏡對復(fù)合摩擦材料和制動盤的摩擦表面微觀組織結(jié)構(gòu)和形貌特征進行了觀察分析?！　⊥ㄟ^對納米復(fù)合摩擦材料的制備及其表面摩擦磨損特性的研究表明：在各種復(fù)合摩擦材料中，各組份與樹脂粘合強度的強弱，決定了該組份和與該組份相鄰的其它組份在表面抗衡剪切力的時間長短?！　≡诓煌苿庸r條件下，對摩擦接觸界

4、面氣體壓力的變化進行了初步的試驗研究，結(jié)果表明：接觸界面的氣體壓力會隨滑動速度，表面溫度和制動載荷的大小而變化。　　最后，以摩擦表面溫度為基準，建立復(fù)合摩擦材料的表層結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)摩擦特性推導(dǎo)出摩擦系數(shù)的理論計算公式。根據(jù)磨損特性，建立了粘著磨損、氧化磨損以及磨料磨損的模型，分別給出了磨損計算式。根據(jù)計算公式表明：復(fù)合摩擦材料的磨損與摩擦能耗成正比，并隨溫度的上升呈指數(shù)地增加。通過類比法，推斷出摩擦表面微個體的振動有產(chǎn)生制動噪聲的可