138 / 2019-03-18 21:56:20

摩擦界面转移膜形成机制研究

全体主题 > 摩擦、磨损与润滑

聚晶金刚石（PCD）因具有高硬度、耐磨性以及良好的韧性而广泛应用于地质、探矿和石油钻探工具，这便涉及到PCD与不同材料发生对磨。配副材料的化学及物理性能决定了接触点的表面化学和物理状态，从而不同的界面化学反应显著影响着PCD的摩擦磨损行为。基于此，本文研究了干燥氮气环境下不同对磨副材料（SiC, Si3N4, Al2O3, SiO2）对磨PCD的摩擦学行为。结果表明，PCD与陶瓷材料对磨，摩擦系数较低（0.03~0.07），对于PCD的磨损，当与SiC对磨时，由于界面间强的C-Si共价键的形成导致PCD获得最大的磨损率 ~ 1.44×10-10 mm3/Nm。磨损表面的Raman测试表明，不同对磨副材料与PCD对磨时，界面间发生不同的碳原子重杂化过程，从而界面处发生不同形式的材料转移。界面间转移膜的形成对降低摩擦系数起到至关重要的作用。对比界面摩擦化学反应以及界面转移膜的形成对配副材料有很强的依懒性，从界面转移膜演变过程揭示不同配副条件下转移膜形成机制。

关键词：对磨副，聚晶金刚石，转移膜，摩擦学性能