426 / 2021-06-16 23:18:06
通过摩擦起电调控界面摩擦磨损的研究
摘要录用
王道爱 / 中国科学院兰州化学物理研究所
骆宁 / 中国科学院兰州化学物理研究所

摩擦磨损和摩擦起电都来源于界面相对运动,当摩擦副之间存在着摩擦起电序列差异时,界面的接触分离和相对运动就会产生摩擦电荷。通常来说,摩擦过程中的摩擦起电较小。然而,当聚合物作为摩擦副时,由于聚合物存储电荷的能力,静电累积会在聚合物表面不断积累,当静电积累到一定程度,不仅会对材料的摩擦磨损产生不利的影响,还会出现放电现象造成更为严重的安全事故。因此,在该研究中,我们在传统的球盘摩擦装置的基础上,添加了一个可以测量材料表面摩擦电荷累积的电势计,以用来测量材料在摩擦过程中的摩擦和摩擦电数据。通过自然消散、铜球接地和电晕放电三种电荷消散的方式来比较摩擦电荷对摩擦副界面摩擦磨损的影响。结果表明,在离子风机和导体接地的情况下,摩擦系数和磨损状况与未经处理的摩擦副相比得到了不同程度的优化。在Nylon盘和铜球的摩擦体系中,电荷完全消除时,摩擦系数维持在0.4不增加,而磨损深度仅为3.4 μm。而自然消散情况下摩擦系数会随着电荷累积而不断增加,摩擦系数最终会增加到0.44,磨损深度也有大幅度增加,达到19.4 μm。另外,由于界面的摩擦磨损行为与聚合物盘上的电荷累积联系紧密,摩擦副的摩擦磨损行为可以通过调控界面电荷的累积予以调控。通过调节离子风机和摩擦副之间的距离来调控界面的摩擦磨损,我们成功地对摩擦系数进行了反复调控和多级调控。

重要日期
  • 会议日期

    04月24日

    2023

    04月27日

    2023

  • 03月20日 2023

    初稿截稿日期

  • 04月27日 2023

    注册截止日期

主办单位
中国机械工程学会
承办单位
中国科学院兰州化学物理研究所
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