摩擦融熔相變硬化、合金化應用研究顯微鏡
摩擦學的應用研究不斷得益于各領域的技術進步和基礎研究
的成果。如離子加速技術,使摩擦副材料的離子注人改性成為可
能,推動了摩擦副的抗疲勞、耐蝕、耐磨等性能大幅度提高;激光技
術用于摩擦副材料的相變硬化、合金化和非晶化,已經顯示出其優
異的摩擦性能和廣闊的應用前景。
摩擦學研究方法和手段受各領域科技進步的影響。例如透射
電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜
(XPS)、紅外光譜(IR)、原子力顯微鏡(AFM)、俄歇電子能譜
(AEs)、x射線衍射(XRD)等先進的分析和測試手段,使我們從更
加精細、準確和定量的角度,考查摩擦磨損過程表面間的相互作
用。
較后,學科綜合還體現在摩擦學研究的多學科意義。用于
動力傳輸的摩擦副需要控制和減少磨損,而拋光過程則要求有較
大的磨損率和光滑完整的表面。摩擦機械催化加劇了材料的腐蝕
和磨損,但也可用于加速化學反應的速率。這些都有待于大力研
究和推動。
磨損指互相接觸的兩個物體運動過程中,表面材料損失的過程。
磨損過程按作用機理不同分為粘著磨損、磨粒磨損、疲勞磨損和腐蝕
磨損等
潤滑是為減少摩擦和磨損而采取的技術措施。摩擦副的潤滑狀態
包括流體潤滑、混合潤滑、邊界潤滑和固體潤滑四種。潤滑研究包含
了對潤滑力學、潤滑劑及其添加劑材料學的研究等。
潤滑力學包括流體靜壓潤滑,流體動壓潤滑和彈性流體動壓潤滑
三部分。其中靜壓潤滑由外界向潤滑表面間輸入壓力油而強制形成油
膜。動壓潤滑和彈性流體動壓潤滑則完全依靠摩擦副和潤滑劑之間在
一定工作條件下相互作用形成。
這類摩擦學效應是由于摩擦作用、材料與周圍環境的物質和能量
的交換,引起摩擦化學反應,在摩擦副材料表面形成保護性氧化膜的
結果。摩擦釉化的動力學機制是氧化膜的生成和磨損之間韻競爭。在
較高溫度或嚴重的機械催化條件下,化學反應易于獲得足夠的活化能
和反應速度較高,而且氧化膜在較高溫度下表現為無序的玻璃態(Gla
zing),這時它更像液體。這個過程非線性作用的特征是十分明顯的
,體現在化學反應的非線性動力特征,材料力學性能的非線性及摩擦
催化的加速作用。和摩擦融熔不同,摩擦釉化是不可逆的,但摩擦釉
化具有一定的自適應性,例如壓力和
滑動幅度增加,釉化范圍擴大,這種性能對工程應用很有利。