离子液体润滑下滑动电接触材料的载流摩擦学性能

发布时间：2017-04-16 10:13

  本文关键词：离子液体润滑下滑动电接触材料的载流摩擦学性能，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：载流条件下摩擦学的主要任务是研制高性能润滑材料以及发展可靠的润滑技术,而摩擦学性能和电学性能是其考核指标。贵金属基自润滑复合材料可在大气和真空载流条件下正常使用,而导电性能优异而且价格相对低廉很多的铜和铝却因摩擦学问题而无法应用。从摩擦学原理的角度看,铜自配副和铝自配副在真空甚至大气中均因摩擦界面不同程度的黏着而发生卡咬。我们能否用一类兼备润滑性和导电性的介质来解决这一问题呢?离子液体正是这样的介质。 本论文以纯铜和纯铝自配副作为摩擦副,并加入微量的离子液体L-P106作为润滑剂,采用自制可通电的EMM-1摩擦磨损试验机,在有、无载流条件下评价了其在干摩擦以及离子液体润滑下的摩擦磨损性能。并考察了各试验参数(速度、载荷、电流)对其摩擦系数和磨损率的影响。 试验结果表明：离子液体L-P106对Cu/Cu摩擦副具有优异的减摩抗磨作用,并且在载流(0～5A)时,能够在较宽的速度范围(0.05～0.9m/s)和较高的载荷(高达61.7N)均具有优良的润滑作用,平均摩擦系数低于0.065,栓平均磨损率数量级一般在10-8mm3/(N·m),磨损表面十分光滑,磨损机理为轻微擦伤磨料磨损。而干摩擦条件下,Cu自配副极易发生卡咬,栓和盘磨损十分严重,磨损机理为黏着磨损。 对于Al/Al摩擦副而言,在干摩擦条件下,无论是否载流,铝自配副均因黏着极易发生卡咬,磨损机理为黏着磨损。而微量的离子液体L-P106就可有效润滑铝自配副,摩擦系数可低至0.1左右,无论载流与否,润滑状态均为边界润滑。与无载流条件相比,载流时铝自配副的摩擦系数稍有增大,且在高速(0.79m/s及以上)磨损由中等程度的磨损转化为严重磨损。电流会导致其电弧侵蚀,从而使磨损加剧。非载流条件下,铝自配的磨损机制主要是轻微磨粒磨损,载流下,磨损机制转变为黏着磨损,并会伴有电弧侵蚀磨损。
【关键词】：离子液体 铜 铝 自配副 载流 摩擦磨损 润滑 滑动电接触
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH117;TB33
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 载流摩擦磨损10-13
• 1.1.1 载流摩擦副的特点10-11
• 1.1.2 国外对载流摩擦磨损的研究11-12
• 1.1.3 国内对载流摩擦磨损的研究12-13
• 1.1.4 载流摩擦磨损研究存在的问题13
• 1.2 离子液体13-18
• 1.2.1 离子液体独特的理化性质14
• 1.2.2 离子液体的组成和种类14-15
• 1.2.3 离子液体的合成15
• 1.2.4 离子液体的应用15-18
• 1.3 滑动电接触18-22
• 1.3.1 电接触的概念简介18
• 1.3.2 电接触的形式18
• 1.3.3 电接触材料的基本性能要求18-19
• 1.3.4 滑动电接触材料19-22
• 1.3.5 滑动电接触摩擦副的润滑问题22
• 1.4 本论文研究的目的、意义和主要内容22-24
• 1.4.1 本论文研究的目的、意义22-23
• 1.4.2 本论文研究的主要内容23-24
• 第2章 试验设备、材料及试验方法24-29
• 2.1 试验设备24-25
• 2.1.1 载流摩擦磨损试验机24-25
• 2.1.2 试验用主要仪器25
• 2.2 试验材料25-27
• 2.2.1 离子液体25-26
• 2.2.2 铜自配副和铝自配副26-27
• 2.3 试验方法27-29
• 2.3.1 试验操作方法27-28
• 2.3.2 试验条件28-29
• 第3章 微量离子液体润滑下铜自配副的载流摩擦学性能29-46
• 3.1 干摩擦与离子液体润滑29-32
• 3.1.1 干摩擦与离子液体润滑对摩擦系数和磨损率的影响29-30
• 3.1.2 磨损形貌分析30-31
• 3.1.3 干摩擦与离子液体润滑对接触电阻的影响31-32
• 3.2 滑动速度的影响32-35
• 3.2.1 滑动速度对摩擦系数和磨损率的影响32-33
• 3.2.2 磨损形貌分析33-34
• 3.2.3 滑动速度对接触电阻的影响34-35
• 3.3 法向载荷的影响35-38
• 3.3.1 法向载荷对摩擦系数和磨损率的影响35-36
• 3.3.2 磨损形貌分析36-38
• 3.3.3 法向载荷对接触电阻的影响38
• 3.4 载流强度的影响38-41
• 3.4.1 恒载恒速变流对摩擦系数和磨损率的影响38-40
• 3.4.2 磨损形貌分析40
• 3.4.3 恒载恒速变流对接触电阻的影响40-41
• 3.5 恒载恒流变速的影响41-44
• 3.5.1 恒载恒流变速对摩擦系数的影响41-43
• 3.5.2 磨损形貌分析43
• 3.5.3 恒载恒流变速对接触电阻的影响43-44
• 3.6 本章小结44-46
• 第4章 微量离子液体润滑下铝自配副的载流摩擦学性能46-56
• 4.1 干摩擦与离子液体润滑46-47
• 4.1.1 干摩擦与离子液体润滑对摩擦磨损性能的影响46-47
• 4.1.2 摩擦磨损机理分析47
• 4.2 滑动速度及有无载流的影响47-50
• 4.2.1 滑动速度及有无载流对摩擦磨损性能的影响47-48
• 4.2.2 摩擦磨损机理分析48-50
• 4.3 载流强度的影响50-53
• 4.3.1 载流强度对摩擦磨损性能的影响50-52
• 4.3.2 摩擦磨损机理分析52-53
• 4.4 载流条件下的电弧侵蚀53-54
• 4.5 本章小结54-56
• 结论56-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 附录A (攻读学位期间发表的学术论文)63

【参考文献】

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本文编号：310588