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蛇纹石微粉对球墨铸铁摩擦副的减摩抗磨作用机理
  • ISSN号:0454-5648
  • 期刊名称:《硅酸盐学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH117.3[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]上海交通大学 上海市激光制造与材料改性重点实验室,上海200240, [2]装备再制造技术国防科技重点实验室,北京100072
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(50735006); 国家“973”项目(2007CB607601); 国家自然科学基金(509040727)资助项目
中文摘要:

采用MM–200摩擦磨损试验机评价了蛇纹石微粉作为润滑油添加剂对球墨铸铁的减摩抗磨作用。借助扫描电子显微镜、X射线能谱仪、纳米压痕仪、X射线光电子能谱仪等对磨损表面进行了分析,并探讨了其减摩抗磨机理。结果表明:蛇纹石微粉能显著提高球墨铸铁摩擦副的摩擦学性能。当添加量为0.5%(质量分数)时,能使摩擦系数较基础油降低51.5%,磨损量减少29.6%。磨损表面元素主要由Mg,Si,Fe,O,C组成,磨损表面光滑平整且具有较高的纳米力学性能。分析认为:由于蛇纹石微粉呈层片状结构,且表面存在大量的不饱和键而具有很高的化学活性,在摩擦力作用下趋向与摩擦表面发生物理、化学作用,形成铁镁的氧化物、水合氧化物、硅酸盐,铁的碳化物及石墨化碳等物相,可强化摩擦副表面,增强其自润滑能力,提高其减摩抗磨性能。

英文摘要:

The friction reduction and anti-wear properties of serpentine micro powders as oil additives for spheroidal graphite iron tribopair were evaluated by means of a model MM–200 tribometer. The worn surface were analyzed by using scanning electron microscope with energy dispersive analysis of X-ray apparatus, nano indenter and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The friction reduction and anti-wear mechanism of the as-prepared powders were discussed accordingly. The results show that the friction coefficient and the mass loss of the tribopair decreased by 51.5% and 29.6%, respectively, with additive concentration of 0.5% (in mass). The worn surface lubricated with additive-contained oil (mainly consisting of Mg, Si, Fe, O, C elements) exhibits rather smoother and higher nano mechanical properties compared to that with a base oil. XPS analysis of the worn surface indicates that the layer-structured serpentine micro powders, with a large number of unsaturated bonds, has higher chemical activity and tends to introduce the physicochemical effects on the worn surface under friction conditions. The production of some new phases (such as Fe or Mg oxides, hydroxides, silicates, Fe carbides and graphitized carbon), in the process can enhance the strength and self-lubricating capacity of the tribopair and favor the improvement of the friction reduction and anti-wear properties.

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期刊信息
  • 《硅酸盐学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会
  • 主编:南策文
  • 地址:北京海淀区三里河路11号
  • 邮编:100831
  • 邮箱:jccsoc@sina.com
  • 电话:010-57811253 57811254
  • 国际标准刊号:ISSN:0454-5648
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2310/TQ
  • 邮发代号:2-695
  • 获奖情况:
  • EI Compendex、CA、SA、PI收录期刊,全国核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27713