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其表 面被各类各样的污染物与吸附物所笼盖

 

  摩擦学根本 宋宝玉 从讲 2013-03-10 摩擦学是 交叉学科 材料学 物理化学 机械学 力学 纳米科学 生物医学 是以尝试科学为根本 成立起来的理论 很不完美 本课程的进修方式 讲堂教学 课后自学 网上阅读相关文献 第一章 摩擦概况阐发 1.1 摩擦概况取内部布局 固体概况的摩擦学机能间接遭到概况形态的影 响,除几何描摹之外,概况物理取化学形态也是控 制摩擦学行为和过程的主要要素。 1.1.1 金属概况布局 金属概况正在加工过程中表层组织布局将发生变化, 使概况层由若干条理构成。 若是摩擦温度跨越金 属的布局改变温度,因为 概况上的高压力和介 质的感化,将发生特殊的 相变或布局改变。 例如,合金钢正在摩擦 过程中其表层发生一种特 殊的贝氏体,它不只具有 很高的硬度还有必然的塑 性。 1.1.2 金属材料的内部布局特征 1.金属布局 金属及其合金是由原子或所构成的物质堆积体。通 常金属正在固态下都是晶体,其原子有法则地陈列。这种 具有必然几何外形的陈列布局称为空间晶格。 大部门的金属晶体属于下列三种晶格形式: (1)体心立方晶格 体心立方晶格的晶胞是由8个角原子形成的立方体,正在 立方体的核心还有一个原子,共有9个原子。 属于这种晶格的金属有铁(910℃,α-Fe)、铬(Cr)、钼 (Mo)、钨(W)、钒(V)等。 (2)面心立方布局 面心立方晶格的晶胞是由8个角原子形成的立方体,正在立 方体每一面的核心还各有一个原子,共有14个原子。 属于这种晶格的金属有铝(A1)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、 金(Au)、铑(Rh)、γ-Fe、γ-Co、δ-Mn等。 (3)密排立方布局 密排六方晶格的晶胞,由12个角原子所形成的简单六方体 上下两个方形面的核心各有一个原子,并且正在两个方形面的中 间还有3个原子,共有17个原子。 属于这类晶格的金属有铍(Be)、镁(Mg)、镉(Cd)、α-Ti、 α-Co等。 晶粒:每个小晶体的外形多为犯警则的颗粒状。 晶界:晶粒取晶粒之间的界面。 单晶体:晶体的内部晶格位向完全分歧。 多晶体:由多晶粒构成的晶体,且过渡晶界处的原子排 列是犯警则的。 晶粒的尺寸:正在钢铁材猜中一般为10-3~10-1mm,必需正在 显微镜下才能看到。 2. 晶体缺陷 现实晶体中存正在着大量的各类各样的晶体缺陷。 跟着摩擦前提的改变,因为晶体的交互感化,使得晶体缺 陷也正在不竭地变更。 晶体缺陷将影响着金属概况的物质、化学性质及力学 性质。 (1)点缺陷 能量崎岖:正在晶体中,原子正在其均衡上做高频次的热 振动,振动能量经常变化,此起彼落。 空位:正在必然温度下,任何霎时晶体中总有某些原子因具 有高振动能量而离开其均衡,使晶体内留下一个空结点。 间隙原子:若是晶体概况上的一个原子跑到晶体内的间隙 ,晶格内部就多了一个原子。 (2)线)刃型位错 按图中所示的剪切应力标的目的滑移。正在晶体中部的b处便出 现一个半原子面abcd。 半原子面下端bc附近原子陈列的法则性了,发生了弹 性畸变,畸变是以bc线为核心展开的,越接近核心部门畸变越 大,远离核心的部位则根基上不存正在畸变,所以这种缺陷可看 成是一维的。 2)螺型位错 将晶体沿ABCD面局部地切开使上下两部门晶体相对挪动 (扯开)一个原子间距,BC左边晶体的上层原子取基层原于相对 挪动了一个原子间距。 这里的原子平面被扭成了螺旋面,BC为位错线)夹杂位错 若同时呈现刃型位错和螺型位错,则称之为夹杂位错。 金属晶体中的位错大量存正在,呈网状分布。位错可当作滑 移和未滑移的分界线,则晶体的形变能够由位错的活动实现。 若是以完整晶体计较强度,则比尝试数据超出跨越一千倍 摆布,而由位错的活动注释金属晶体的塑性变形就合理得多。 (3)面缺陷 金属晶体的缺陷若次要沿二维标的目的舒展开来,而正在另一维 标的目的上的尺寸变化相对甚小,则成为面缺陷。 晶体概况、晶界、亚晶界等都是面缺陷。 晶体概况上的一层原子一面受晶体内面原子的连系感化, 另一面则受的感化。这种受力的不合错误称性必然要求表层原 子恰当调整它们的分布,表层原子的布局就取晶体内部原 子的点阵发生误差,因此晶体完整的周期性遭到。 1.1.3 塑料概况布局 塑料取金属的共性取区别 共性: 正在常温下连结固定外形,相对密度不变,可加工性好等。 区别: 金属:由元素的原子以点阵形式 形成,每个晶胞只要不多几个原 子;金属晶胞间的连系力为金属 键取共价键;一般把金属看做刚 体或弹性体。 塑料:由大构成,每个大无数万到十几万个原子; 塑料大间的连系力为范德华力;而塑料为粘弹性体。 塑料的概况也和金属概况一样,凡是很容易被污染,其表 面被各类各样的污染物取吸附物所笼盖。 塑料一般都是多组分的,正在此中混有填料、改性原料、增 塑剂、不变剂,润滑剂等。这些材料往往堆积正在表层。 用金属模具制成的零件概况还有脱模剂等。 1.2 摩擦概况性质 正在摩擦、磨损、润滑过程中,除了概况的几何外形 影响摩擦、磨损、润滑特征外,金属概况的物理、化学 以及力学机能的影响也是很大的。 1.2.1 润湿角 液滴正在固-气界面呈现出必然的接触角或润湿角θ,它是固-液 界面取液-气界面正在交点处的切平面之间的夹角。 当润湿角θ90o时,固体概况张力大于液体概况张力,此时将 发生润湿。若是θ接近于零,液体就能够完全润湿固体概况。而当 润湿角θ90o时,将不克不及润湿。 润滑剂正在摩擦概况上的润湿角显著影响润滑机能。润湿角越 大,则接触能量越小,越容易将液体从固体概况上分手。 1.2.2 概况吸附 因为固体概况具有必然的概况张力,且正在加工成型过程中 构成的很多晶格缺陷使概况的原子处于不饱和或不不变形态, 空气中的O2、N2、CO2等气体通度日动对金属概况的 撞击,以及润滑油的极性基团等都容易发生吸附,而使概况形 成各类膜。 表

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