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

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1、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摘要研究了硅酸锆(zrSi0。)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一5．6和sM一5．6的摩擦稳定性最好。用扫描电镜和x一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

2、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都较少或不存在刚，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与配方组成相一致来控制具有稳定摩擦系数的摩擦材料是本研究提出的一个新的学术观点。关键词：摩擦材料，硅酸锆，摩擦

3、层，摩擦机理ROLESANDMECHANISMSoFZIRCoNINSEMI．METELICANDNON．METALLICFRICTIoNⅣ【ATERIALSABSTRACTTherolesandfrictionmechanismsofzircon(zrSi04)asanabrasiVeinbothsemi．metallicandsnon．metallic盘ictionmaterialsaswellastheeffectsofzircononfricfionpe渤rmancewereinVestigated．nefrictioncoefficient(∞oftwotypeso

4、ffrictionmatefialswasobviouslyenhancedbyadditionofzircon．Bar“efilms，alteredlayers，ironpatches，zifconlooseh01es，transfo肌ationofo唱anicmaterialsonfrictionsurfaceofnon—metallicmaterialswefeobsen，edbyusingSEMandXRD．ItshownthatbaritefilmsnamedaslayerIcanlowermewearrateandFetransferfedlayernamedas

5、layerIIcanenhance¨．Thetransitionbetweentwolayerswasfoundonfriccionsurfaceofz卜5．6(zirconcontent5．6vol％)．0nsemi-metallicmaterialssurfaces，twokindsoffrictionlayerswerealsoobserved．LayerlformedbysteelwoolandlayerIIformedbyFetransferredlayerwereidentified．ThetransiIionbeCweentwolayerswasalsofoun

6、donfrictionsurfaceofsM一5．6(zirconcontent5．6V01．％)．BothZ卜5．6andSM一5．6haVelessfrictionlayersbutshowstableandgoodfrictionperformance．Therelationshipsamongformulations，frictionperformance．andfrictionsurfacesweresummarizedforbothfrictionmaterials．Amodeltoanalyzehowtwolayersformedwasproposedandan

7、oVelpointofViewtodesignfrictionmaterialformulationswithoutfriction1ayersbutwithbestfrictionstabilitywassuggestedKEYWoRDS：frictionmate—als，zircon，fnctionIayers，frictionmechanisms北京化工大学位论文原创性声明V8820S本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本