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硅酸锆在半金属和无金属摩擦材料中的作用和摩擦机理研究

马玉宁  
【摘要】:研究了硅酸锆(ZrSiO_4)在半金属和无金属摩擦材料中的作用,对摩擦性能的影响和摩擦机理。硅酸锆作为磨料能够明显提高摩擦材料的升温及恢复摩擦系数,同时降低了材料的热膨胀。应用模糊综合评价原理,得出样品Zr-5.6和SM-5.6的摩擦稳定性最好。用扫描电镜和x-光衍射仪观察了摩擦表面。在无金属摩擦材料的摩擦表面上观测到硫酸钡膜、碳膜、铁迹和硅酸锆疏松孔洞。当硅酸锆含量较少时,生成硫酸钡膜和碳膜(层Ⅰ)。当硅酸锆含量较多时,由于硅酸锆的硬度大于铸铁摩擦盘,使摩擦盘的铁转移到摩擦材料表面(层Ⅱ)。在硅酸锆含量为5.6%时,摩擦材料表面生成的摩擦膜(层Ⅰ和层Ⅱ)最少。在半金属摩擦材料的摩擦表面上也观测到两种结构的摩擦层:层Ⅰ和层Ⅱ,层Ⅰ是由钢棉的塑性变形铺展而成的摩擦层,层Ⅱ是由铁磨屑聚集而成的摩擦层。当硅酸锆含量较少时,生成层Ⅰ。当硅酸锆含量较多时,生成层Ⅱ。在硅酸锆含量为5.6%时,摩擦材料表面生成的摩擦膜(层Ⅰ和层Ⅱ)最少。当层Ⅰ和层Ⅱ都较少或不存在时,摩擦材料的表面组成与配方组成相近,摩擦系数稳定。本文提出了一个模型来描述两种摩擦层的生成与破坏机理。通过控制摩擦表面组成


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