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材料的摩擦学行为实际上由摩擦过程中界面新生的第三体所控制,而载荷、速度、对偶以及环境条件等外部因素对第三体的形成及性质有很大影响。我们从第三体的角度探讨了各种外部因素对铜-石墨复合材料摩擦学性能的影响,以便为材料的实际应用和剪裁化设计提供依据。
1.研究了滑动速度对铜-石墨滑动表面形貌的影响。发现存在一个临界速度,超过此速度,材料进入严重磨损阶段。滑动速度对材料的亚表层变形梯度和深度有很大影响。
2.考察了轻合金对偶和滑动速度对铜-石墨转移行为及摩擦学性能的影响。不同合金表面的转移膜形成能力不同,转移膜的顺利形成是实现减摩的关键。在对某些合金时出现了反转移和机械混合,虽然降低了铜-石墨的磨损率,但同时也造成了摩擦系数的不稳定。对偶表面的自生氧化膜非常薄,这使得其障碍层作用在一开始就被破坏。
3.考察织构对铜-石墨转移膜形成及磨损机理的影响。不同织构对材料的去除能力和方式不同,这也导致从铜-石墨的脱落材料具有不同的尺寸。在反复被碾压和剪切后,这些脱落颗粒在各种织构表面形成连续性各不相同的转移膜。这也是不同织构对复合材料摩擦学性能具有显著影响的根本原因。