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降低表面摩擦系数,不仅有利于提高非晶合金的热塑性微成形能力,而且作为减摩表面也具有重要的应用前景。但目前缺乏关于该方面的系统研究,规律及机理尚不清晰。本研究拟通过表面摩擦实验、有限元模拟及理论分析法,对上述问题进行了系统、深入研究,主要内容及结果如下:首先,本文通过电弧熔炼/铜模吸铸法制备Zr35Ti30Cu8.25Be26.75块体非晶合金,采用摩擦磨损试验机(UMT-3),系统研究了热塑性微成形不同几何尺寸蜂窝状结构对Zr基非晶合金表面摩擦磨损性能的影响。结果发现:无论在干摩擦条件下,还是在水润滑条件下,表面微结构能够显著减弱摩擦系数曲线的波动性和降低摩擦系数。如干摩擦条件下,当相邻蜂窝中心间距(P)从光滑平面增大到75.5μm时,摩擦系数从1.07±0.08降低至0.43±0.08,降幅达60%。而当相邻蜂窝中心间距进一步增加时,摩擦系数也随之增大,整体呈现U型或V型变化趋势。相应的,磨损速率也随相邻蜂窝中心间距的变化呈现相似的变化规律。理论分析表明:摩擦力正比于真实接触面积,而随着相邻蜂窝中心间距的增加,真实接触面积大大降低,从而能够有效减小摩擦系数,同时表面微结构还能够收集磨屑、储存润滑剂、提高承载能力;当相邻蜂窝中心间距进一步增加时,由于减小真实接触面积而明显增加接触应力,使得犁沟效应增强,根据Hertz模型对粘着理论进行合理分析和推导,从而解释了摩擦系数U型或V型变化趋势。其次,本文研究了Zr基非晶合金在室温至过冷液态区不同温度条件下的表面摩擦、磨损性能。结果发现:在室温至玻璃转变温度范围内,摩擦系数随温度的升高而降低;但在过冷液态区,摩擦系数随温度的升高而增加,呈现U型或V型变化趋势。尽管摩擦系数随滑移速度的增加而减小,但在不同滑移速度下,温度对摩擦系数的影响趋势相近,即在玻璃转变温度处达最小值。理论分析表明:温度的升高导致非晶表面剪切力迅速下降,根据粘着效应的剪切作用,使得摩擦系数随着摩擦力的减小而降低;当温度处于过冷液态区时,犁沟效应增强,真实接触面积迅速增加,同时又有表面氧化发生,这也导致摩擦系数和磨损速率随温度升高而增大。磨损机理在常温下以磨粒磨损为主,温度升高使得犁沟效应增强,伴有微裂纹和氧化磨损。以上实验揭示了温度和微结构对非晶合金表面摩擦性能影响的机理,这对于拓展非晶合金在微纳成形领域和减摩表面的工程应用具有重要的意义。