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Impact and Friction Sensitivity of Energetic Materials:Methodical Evaluation of Technological Safety Features 被引量:2
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作者 Aleksandr Smirnov Oleg Voronko +1 位作者 Boris Korsunsky Tatyana Pivina 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期1-8,共8页
Key methods developed and used in the USSR and in the Russian Federation to determine the impact and friction sensitivity of energetic materials and explosives have been discussed.Experimental methodologies and instru... Key methods developed and used in the USSR and in the Russian Federation to determine the impact and friction sensitivity of energetic materials and explosives have been discussed.Experimental methodologies and instruments that underlie the assessment of their production and handling safety have been described.Studies of a large number of compounds have revealed relationships between their sensitivity parameters and structure of individual compounds and compositions.The range of change of physical and chemical characteristics for the compounds we examined covers the entire region of their existence.Theoretical methodology and equations have been formulated to estimate the impact and friction sensitivity parameters of energetic materials and to evaluate the technological safety in use.The developed methodology is characterized by high-accuracy calculations and prediction of sensitivity parameters. 展开更多
关键词 energetic materials experimental testing friction sensitivity impact sensitivity regressive analysis safety in use methodical evaluation
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MoS_(2)镀层类型对湿式铜基摩擦材料高速重载下的摩擦学行为影响
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作者 周海滨 姚萍屏 +5 位作者 谭武中 张治中 王兴 邓敏文 徐宇轩 刘晓勇 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期608-621,共14页
功能组元表面镀层处理是1种在保持摩擦材料功能性同时提高摩擦材料强韧性的有效表面改性方法,有利于摩擦材料在高速重载工况下的可靠性提升.面向不同表面镀层方法对铜基摩擦材料中重要的润滑组元MoS_(2)的性能影响,采用SEM(扫描电镜)、E... 功能组元表面镀层处理是1种在保持摩擦材料功能性同时提高摩擦材料强韧性的有效表面改性方法,有利于摩擦材料在高速重载工况下的可靠性提升.面向不同表面镀层方法对铜基摩擦材料中重要的润滑组元MoS_(2)的性能影响,采用SEM(扫描电镜)、EDS(能谱仪)、XRD(X射线衍射仪)和微米滑擦测试等现代分析检测手段,分析了含不同镀层MoS_(2)润滑组元的本征特征、与基体形成的界面特性以及界面处的微摩擦性能;采用MM-3000摩擦试验机进行宏观湿摩擦学性能检测,系统对比了含不同镀层MoS_(2)铜基摩擦材料在高速重载下的摩擦学行为.结果表明:Ni镀层有效防止MoS_(2)在烧结中分解,促使镀镍MoS_(2)(MoS_(2)@Ni)与基体形成高强度的扩散结合界面,有助于平顺含MoS_(2)@Ni铜基摩擦材料的摩擦曲线,并有效降低摩擦材料的磨损率.而镀铜MoS_(2)(MoS_(2)@Cu)在烧结过程中发生分解,与基体形成扩散-反应结合界面.界面缺陷的存在导致含MoS_(2)@Cu摩擦材料在高速高压下的磨损机制转化为犁削-剥层磨损. 展开更多
关键词 铜基粉末冶金材料 界面 摩擦学性能 磨损机制 润滑组元
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等径角挤压工艺制备铝基复合材料的性能特征研究
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作者 滕杰 张艳 +2 位作者 梁哲宇 蒋福林 傅定发 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期183-192,共10页
通过多道次等径角挤压工艺(ECAP)制备了铝基复合材料,通过金相、扫描电子显微镜和能谱分析对复合材料的显微组织进行了表征,并对该复合材料的力学性能、摩擦磨损性能进行了测试分析.研究结果表明,在三道次等径角挤压加工后,SiC颗粒在铝... 通过多道次等径角挤压工艺(ECAP)制备了铝基复合材料,通过金相、扫描电子显微镜和能谱分析对复合材料的显微组织进行了表征,并对该复合材料的力学性能、摩擦磨损性能进行了测试分析.研究结果表明,在三道次等径角挤压加工后,SiC颗粒在铝基体中分散性较好,且晶粒细小.多道次等径角挤压工艺可以有效改善SiC颗粒在铝基体的分布和细化晶粒,从而提高复合材料的机械性能.在相同的摩擦磨损实验条件下,三道次的样品展现出优于单道次的摩擦磨损性能,这表明加工道次的增加可以改善复合材料的耐磨性. 展开更多
关键词 铝基复合材料 等径角挤压 摩擦磨损 显微组织
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环氧树脂自润滑滑动轴承摩擦磨损性能及其仿真分析
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作者 刘洪 赵延龙 李昱辰 《轴承》 北大核心 2025年第2期70-78,共9页
在环氧树脂(EP)中加入一定量的r-GO和不同比例的TiO_(2),研究其对EP材料摩擦磨损性能的影响,并基于滑动轴承接触理论,利用ABAQUS有限元软件对添加r-GO/TiO_(2)/EP自润滑层的滑动轴承进行仿真分析,结果表明,加入r-GO或r-GO/TiO_(2)能显... 在环氧树脂(EP)中加入一定量的r-GO和不同比例的TiO_(2),研究其对EP材料摩擦磨损性能的影响,并基于滑动轴承接触理论,利用ABAQUS有限元软件对添加r-GO/TiO_(2)/EP自润滑层的滑动轴承进行仿真分析,结果表明,加入r-GO或r-GO/TiO_(2)能显著改善EP材料的摩擦学性能,TiO_(2)质量分数为30%的r-GO/TiO_(2)/EP复合材料的摩擦磨损性能最佳;r-GO/TiO_(2)/EP自润滑层的引入能改善轴承的应力和应变分布。 展开更多
关键词 滑动轴承 自润滑轴承材料 环氧树脂 摩擦系数 磨损率 有限元分析
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高温氧化对含不同石墨形态铜基摩擦材料摩擦学性能的影响 被引量:1
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作者 肖叶龙 沈乐榕 +3 位作者 熊科兴 姚萍屏 徐亚甜 沈明学 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期124-139,共16页
石墨作为铜基摩擦材料中常用润滑组元,因其高温下易氧化和烧蚀,严重影响极端高能制动工况下摩擦材料的摩擦学性能.为此,本文中采用3种不同形态石墨(扁球状、鳞片状和球状)分别加入铜基摩擦材料,探究了600和800℃高温氧化后3种不同材料... 石墨作为铜基摩擦材料中常用润滑组元,因其高温下易氧化和烧蚀,严重影响极端高能制动工况下摩擦材料的摩擦学性能.为此,本文中采用3种不同形态石墨(扁球状、鳞片状和球状)分别加入铜基摩擦材料,探究了600和800℃高温氧化后3种不同材料的组织形貌、化学成分和摩擦学性能演变规律.试验结果表明:氧化温度升高有助于材料表面氧化层的形成,高温氧化后3种材料表面的石墨均发生大量氧化和烧蚀;相较于其他2种材料,600℃高温氧化后含球状石墨的材料磨损率最低,摩擦系数较高,主要磨损机理为磨粒磨损;而800℃高温氧化后含鳞片状石墨的材料摩擦系数较为平稳,磨损较低,以剥层磨损和磨粒磨损为主要磨损机理. 展开更多
关键词 铜基摩擦材料 石墨形态 高温氧化 摩擦学行为
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湿法缠绕中碳纤维与芯模材料间摩擦行为研究 被引量:1
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作者 吴轶城 廖英强 张弛 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期89-95,124,共8页
在复合材料缠绕成型过程中,纤维与芯模之间的摩擦滑移行为会导致发生滑线。纤维稳定缠绕的条件为设计线型的最大滑线系数小于等于纤维与芯模之间的摩擦系数,因此碳纤维与芯模之间的摩擦系数是线型设计中的重要依据。本文基于平面摩擦原... 在复合材料缠绕成型过程中,纤维与芯模之间的摩擦滑移行为会导致发生滑线。纤维稳定缠绕的条件为设计线型的最大滑线系数小于等于纤维与芯模之间的摩擦系数,因此碳纤维与芯模之间的摩擦系数是线型设计中的重要依据。本文基于平面摩擦原理,通过滑块法,对纤维与芯模材料之间的摩擦系数进行了试验表征,并得到了压力、速率、粗糙度、树脂黏度、接触材料、纤维与运动方向所成的角度以及纤维种类对摩擦系数的影响规律。试验结果表明,压力增大、速度减小及表面粗糙度降低均会使得摩擦系数减小,黏度改变和纤维方向对摩擦系数有双重影响,会随压力与速率的改变而展现出不同的影响,而不同接触材料和纤维种类则由于表面情况的不同,有着不同的摩擦系数。 展开更多
关键词 复合材料 碳纤维 摩擦系数
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搅拌摩擦焊在镁合金焊接中的应用与进展 被引量:1
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作者 王鹏 吴璇 +2 位作者 张喆 钱志杰 高吉成 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期155-164,共10页
近年来,镁合金在航空航天、汽车电子、轨道交通等领域的需求日益增长,焊接是保障镁合金工业化应用的重要技术手段。搅拌摩擦焊(FSW)因其绿色环保、焊接效率高、接头性能好等优势在镁合金焊接中得到了一定的应用。本文从工艺参数与性能... 近年来,镁合金在航空航天、汽车电子、轨道交通等领域的需求日益增长,焊接是保障镁合金工业化应用的重要技术手段。搅拌摩擦焊(FSW)因其绿色环保、焊接效率高、接头性能好等优势在镁合金焊接中得到了一定的应用。本文从工艺参数与性能、镁合金FSW辅助技术与异种镁合金FSW研究等对国内外镁合金FSW进行了归纳,并对镁合金FSW未来的发展进行了展望。 展开更多
关键词 镁合金 搅拌摩擦焊 研究现状 异种材料
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混杂纤维含量对有机合成摩擦材料性能的影响
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作者 孙维 栾道成 +2 位作者 胡志华 朱腾 王正云 《塑料》 北大核心 2025年第2期40-45,共6页
为研究钢纤维和玄武岩纤维配比对树脂基摩擦材料力学性能及摩擦磨损性能的影响,以腰果壳油改性酚醛树脂,丁腈橡胶为基体,以总质量分数为30%的钢纤维、玄武岩纤维作为增强纤维,2.5%为梯度分别调节钢纤维、玄武岩纤维作为增强纤维,通过添... 为研究钢纤维和玄武岩纤维配比对树脂基摩擦材料力学性能及摩擦磨损性能的影响,以腰果壳油改性酚醛树脂,丁腈橡胶为基体,以总质量分数为30%的钢纤维、玄武岩纤维作为增强纤维,2.5%为梯度分别调节钢纤维、玄武岩纤维作为增强纤维,通过添加摩擦性能调节剂并采用热压法制备样品并测试。结果表明,当钢纤维含量为5%~15%时,随着钢纤维含量的增加,摩擦材料的压缩强度及冲击强度逐渐增大,最大值分别为26.98 MPa和4.69 kJ/m^(2);实验摩擦材料的密度变化在2.179~2.322 g/cm^(3)之间;同时,试样N1与试样N6的硬度值低于90 HRR满足应用要求;当钢纤维与玄武岩纤维质量比为1∶1时,2种增强纤维产生的耦合效应最佳,摩擦因数为0.45~0.51,磨耗量约为0.01252 cm^(3)/MJ;实验摩擦材料的磨损形式以热磨损和磨粒磨损为主。 展开更多
关键词 钢纤维 玄武岩纤维 摩擦材料 力学性能 摩擦磨损
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镁合金在模拟人体体液中降解及摩擦磨损机理
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作者 朱宁 倪明 +4 位作者 诸婧怡 孙笑晗 王东胜 常雪婷 孙万驹 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第4期29-34,44,共7页
镁金属具有良好的生物学特性,且植入人体内后能够迅速降解直至完全消失,但由于镁的化学性质较活泼,容易与人体体液发生氧化反应,从而被迅速腐蚀,无法满足髓内钉需要一定降解周期的使用要求,尤其是承载后,摩擦-腐蚀耦合作用可能进一步加... 镁金属具有良好的生物学特性,且植入人体内后能够迅速降解直至完全消失,但由于镁的化学性质较活泼,容易与人体体液发生氧化反应,从而被迅速腐蚀,无法满足髓内钉需要一定降解周期的使用要求,尤其是承载后,摩擦-腐蚀耦合作用可能进一步加剧其降解。通过腐蚀形貌观察、腐蚀速率测试、电化学极化曲线以及摩擦磨损试验等,综合分析了纯镁和镁合金在模拟人体体液(SBF)中的腐蚀速率及摩擦磨损性能。结果表明:镁合金在模拟人体体液中的腐蚀速率较纯镁降低了50%,约为3.98 mm/a;在干摩擦条件下,镁合金的摩擦因数较纯镁的略有下降,磨损量也明显降低;在SBF介质环境中,两种材料的腐蚀都以吸氧腐蚀为主,决定腐蚀速率的主要因素是阳极的极化过程。 展开更多
关键词 医用材料 镁合金 模拟人体环境 腐蚀 摩擦磨损
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优化润滑性能:聚氨酯润滑材料的分子结构设计策略
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作者 王晓月 李宋 +2 位作者 王廷梅 王齐华 张新瑞 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第6期901-909,共9页
本研究中从分子结构设计的角度出发,通过引入氢键与刚性单元,成功合成了3种聚氨酯(PU)弹性体,分别命名为PU1、PU2和PU3.通过采用傅里叶变换红外光谱、电子万能试验机、同步热分析仪、扫描电子显微镜以及摩擦磨损试验机等多种表征技术,... 本研究中从分子结构设计的角度出发,通过引入氢键与刚性单元,成功合成了3种聚氨酯(PU)弹性体,分别命名为PU1、PU2和PU3.通过采用傅里叶变换红外光谱、电子万能试验机、同步热分析仪、扫描电子显微镜以及摩擦磨损试验机等多种表征技术,对PU弹性体的结构、力学性能、热稳定性和摩擦学性能进行了全面的分析.其中,PU1表现出最佳的力学性能,其拉伸强度达到48.4±1.6MPa,断裂伸长率达到1352.9±192.7%,韧性达到263.9±40.9MJ/m^(3)这主要归因于刚性单元与可形成氢键的位点协同作用促进了硬链段聚集形成硬畴.另外,在水润滑条件下,PU1表现出优异的摩擦学性能,其摩擦系数和磨损率分别为0.014和5.45×10^(-6)mm^(3)/(N·m).相比于PU2和PU3,PU1的摩擦系数分别降低了52%和70%,磨损率分别降低了40%和63%.这主要归因于氢键和刚性单元的引入赋予了PU1分子结构最佳的韧性,使其在摩擦过程中能够吸收更多的能量,在剪切应力作用下材料不易发生断裂和破坏,从而减缓磨损提高摩擦学性能.综上所述,本研究中通过PU弹性体的分子结构设计策略-刚性单元与氢键的协同作用,实现了PU弹性体力学性能和摩擦学性能的同步提升,加深了分子结构与材料性能间构效关系的认知,为高性能聚合物材料的设计与开发提供了新的思路和策略. 展开更多
关键词 聚氨酯 润滑材料 结构设计 摩擦磨损 氢键
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高速列车用闸片摩擦学行为与磨损寿命研究
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作者 于文峰 高禩洋 +2 位作者 段德莉 杨帅 王旭 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期557-570,共14页
采用高速销-环式摩擦磨损试验机,对燕尾I-C型闸片在350 km/h速度水平下的摩擦学行为、闸片各组元的损伤机制和磨损寿命进行了系统的分析.闸片平均摩擦耗散能为0.113 cm^(3)/MJ,接近1:1制动试验台的测试结果0.14 cm^(3)/MJ.不同循环次数... 采用高速销-环式摩擦磨损试验机,对燕尾I-C型闸片在350 km/h速度水平下的摩擦学行为、闸片各组元的损伤机制和磨损寿命进行了系统的分析.闸片平均摩擦耗散能为0.113 cm^(3)/MJ,接近1:1制动试验台的测试结果0.14 cm^(3)/MJ.不同循环次数下的高速摩擦磨损试验中,主要发生磨粒磨损和黏着磨损,平均摩擦系数呈现一定波动性,介于0.40~0.44.循环试验次数增加,闸片表面摩擦层的厚度和连续性增强,80次循环摩擦试验后环表面存在厚度不均的富Cu-Cr摩擦层.经拟合计算,350 km/h速度水平的紧急制动工况下,闸片的磨损寿命大约为341次.闸片半原位磨损试验表明:增强组元易于破碎脱落,特别是紧邻石墨组元的部分;磨屑可能会脱离摩擦界面、储存在闸片表面低洼处或压实成摩擦层;在剪切力、磨屑的犁削以及摩擦副的黏着作用下,表面的摩擦层会经历去除和生成的过程. 展开更多
关键词 磨损寿命 摩擦磨损 闸片 磨损机制 材料摩擦学
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不同对偶材料对石墨-铜材料磨损性能的影响
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作者 王能慧 王传锋 +2 位作者 许文虎 吴海红 李宏生 《表面技术》 北大核心 2025年第9期102-111,129,共11页
目的为优化石墨-铜复合材料耐磨设计及对偶材料选择,为实际工程应用提供理论和试验指导。方法将石墨-铜复合材料与不同硬度的铜基对偶材料组成干摩擦副,研究对偶材料对石墨-铜摩擦磨损行为的影响。采用多功能摩擦磨损试验机、激光共聚... 目的为优化石墨-铜复合材料耐磨设计及对偶材料选择,为实际工程应用提供理论和试验指导。方法将石墨-铜复合材料与不同硬度的铜基对偶材料组成干摩擦副,研究对偶材料对石墨-铜摩擦磨损行为的影响。采用多功能摩擦磨损试验机、激光共聚焦显微镜、电子扫描显微镜等表征手段,分析复合材料的摩擦行为与磨损形貌,并通过能谱仪分析石墨-铜磨损表面的元素分布和含量,揭示对偶材料硬度对石墨-铜磨损性能与机理的影响规律。结果当对偶材料硬度从70HV提高至200HV时,石墨含量为30%(质量分数)的石墨-铜材料表面粗糙度增加了28.1%,磨损率上升了70.2%,但是摩擦副的平均摩擦因数并没有出现明显改变,其值为0.25~0.3。此外,在使用高硬度对偶材料时,45%(质量分数)石墨-铜合金的磨损率是30%(质量分数)石墨-铜合金的1.8~8.4倍。结论对偶材料硬度增大,其在石墨-铜材料表层的压入深度增加,导致剥层磨损现象加剧,从而使得石墨-铜材料表面的塑性变形和材料脱落现象增多。在一定的石墨含量范围内,提高铜含量可在不改变石墨-铜材料自润滑特性的前提下,增强石墨-铜材料对不同硬度对偶材料的耐磨损能力。 展开更多
关键词 摩擦 对偶材料 石墨-铜复合材料 硬度 剥层磨损
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聚四氟乙烯基复合材料油润滑下往复摩擦学行为
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作者 张航 李国一 +4 位作者 窦志伟 肖风亮 吕晓仁 熊文杰 王勇 《润滑与密封》 北大核心 2025年第7期168-175,共8页
在液压系统中,聚四氟乙烯(PTFE)及其填充物组成的密封件与金属活塞杆件发生摩擦磨损时,对摩副之间将发生材料的转移及相互的刮擦,其磨损机制尚不清晰;同时在摩擦过程中液压油变色的原因也亟待探究。以15#航空液压油为润滑介质,选用镀铬... 在液压系统中,聚四氟乙烯(PTFE)及其填充物组成的密封件与金属活塞杆件发生摩擦磨损时,对摩副之间将发生材料的转移及相互的刮擦,其磨损机制尚不清晰;同时在摩擦过程中液压油变色的原因也亟待探究。以15#航空液压油为润滑介质,选用镀铬和超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr的钢为对摩副,利用往复摩擦磨损试验机对不同填充改性的PTFE基复合材料开展摩擦学行为研究,采用扫描电子显微镜对磨损表面进行分析,并对液压油中的金属颗粒进行分析,探究复合材料密封件磨损失效机制和油液变色原因。结果表明:PEEK/PTFE复合材料与镀铬表面、碳纤维/PTFE复合材料与WC-10Co-4Cr表面配副时性能最好;镀铬表面粗糙度的降低,使得PTFE复合材料的磨损量和摩擦因数下降;液压油颜色变黑的原因是由磨损过程中产生的金属离子和微小颗粒导致的;与镀铬涂层相比,陶瓷涂层表面与PTFE复合材料摩擦时不容易形成剪切润滑膜,造成PTFE材料磨损较大,产生的PTFE磨屑容易进入润滑油形成油泥。 展开更多
关键词 聚四氟乙烯 往复摩擦 复合材料 液压油 磨损失效
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转速对铝/钢搅拌—涡流复合摩擦搭接焊接头微观组织和力学性能的影响
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作者 罗璟玥 李晓博 +4 位作者 刘小超 石磊 申志康 裴宪军 倪中华 《焊接学报》 北大核心 2025年第2期127-135,共9页
为了避免焊具磨损,采用搅拌—涡流复合摩擦焊技术对5083铝合金和304不锈钢进行搭接焊研究,探究了焊具转速对接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响,建立了铝/钢界面微观组织与接头宏观拉伸剪切性能的映射关系.结果表明,固定焊接速度为... 为了避免焊具磨损,采用搅拌—涡流复合摩擦焊技术对5083铝合金和304不锈钢进行搭接焊研究,探究了焊具转速对接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响,建立了铝/钢界面微观组织与接头宏观拉伸剪切性能的映射关系.结果表明,固定焊接速度为15 mm/min时,在中低转速(200~400 r/min)焊缝表面成形良好,在高转速(600 r/min)焊缝表面出现点状缺陷.不同转速下,铝/钢搭接界面均平整且紧密结合,无钩状缺陷形成;铝/钢界面通过金属间化合物和扩散层实现冶金结合,钢侧元素可越过金属间化合物层在铝侧继续扩散.在200 r/min的转速下,界面形成纳米级金属间化合物层,接头拉伸剪切极限线载荷最高,达479.5 N/mm;随着转速升高到400 r/min,界面金属间化合物层增厚,约为1.2~1.3μm,导致接头拉伸剪切极限线载荷降低,为332.8 N/mm;当转速继续升高至600 r/min时,铝/钢界面中间层厚度基本保持不变,接头拉伸剪切极限线载荷重新提升至411.4 N/mm,推测是因中间层金属间化合物部分非晶化所致. 展开更多
关键词 搅拌摩擦搭接 铝/钢异种金属 旋涡式材料流动 金属间化合物 力学性能
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镀铜Ti_(3)SiC_(2)和石墨双相增强铜基复合材料的制备及摩擦学性能研究
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作者 易美荣 刘子钲 +3 位作者 雷锦 覃靖国 冯柏晨 郭烈恩 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期537-547,共11页
采用电化学镀方法在石墨和钛碳化硅(Ti_(3)SiC_(2))颗粒表面镀覆铜层以提高其与铜基体的界面结合强度,进一步,通过热压烧结制备了镀铜石墨和镀铜Ti_(3)SiC_(2)单相或双相增强的铜基复合材料,并对复合材料的组织结构、物理力学性能和摩... 采用电化学镀方法在石墨和钛碳化硅(Ti_(3)SiC_(2))颗粒表面镀覆铜层以提高其与铜基体的界面结合强度,进一步,通过热压烧结制备了镀铜石墨和镀铜Ti_(3)SiC_(2)单相或双相增强的铜基复合材料,并对复合材料的组织结构、物理力学性能和摩擦学性能进行研究.研究发现:镀铜石墨单相增强的铜基复合材料具有最低的摩擦系数(0.26),但物理力学性能和耐磨性[1.86×10^(-6) cm^(3)/(N·m)]较差.添加镀铜Ti_(3)SiC_(2)能显著提高铜基复合材料的物理力学性能和耐磨性[0.88×10^(-6) cm^(3)/(N·m)],但摩擦系数降低程度较小(0.49).镀铜Ti_(3)SiC_(2)和镀铜石墨双相增强铜基复合材料具有优异的物理力学性能和减摩耐磨性.此外,研究发现:小尺寸石墨(40μm)使材料的均匀性得到提高,有利于基体中的石墨在摩擦过程中均匀的向摩擦接触面提供润滑介质,从而提高材料的摩擦学性能和物理力学性能.而大尺寸石墨在摩擦过程中,石墨易发生剥落形成三体磨损,从而增加摩擦系数和磨损率.摩擦过程中,Ti_(3)SiC_(2)氧化分解与石墨一起在摩擦表面形成润滑膜从而起到较好的减摩耐磨效果,但当载荷过高时,摩擦表面的润滑膜遭到破坏,磨损加剧. 展开更多
关键词 摩擦 复合材料 Ti_(3)SiC_(2) 石墨 润滑膜
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化学机械抛光中抛光垫的退化行为研究 被引量:1
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作者 陈宗昱 陈国美 +2 位作者 倪自丰 章平 陈国华 《润滑与密封》 北大核心 2025年第2期148-157,共10页
为提高化学机械拋光(CMP)后晶片之间和晶片内部的均匀性,研究抛光垫表面的退化行为及其对CMP加工的影响。通过抛光试验研究CMP过程中材料去除率和晶片表面质量的变化趋势;利用白光干涉仪和扫描电子显微镜观察抛光垫表面微观结构的演变,... 为提高化学机械拋光(CMP)后晶片之间和晶片内部的均匀性,研究抛光垫表面的退化行为及其对CMP加工的影响。通过抛光试验研究CMP过程中材料去除率和晶片表面质量的变化趋势;利用白光干涉仪和扫描电子显微镜观察抛光垫表面微观结构的演变,并用表面高度正态分布曲线、表面粗糙度和孔隙率等参数对抛光垫表面形貌进行表征;模拟晶片和抛光垫之间的摩擦学行为,分析抛光垫退化行为对晶片加工的影响机制,并对材料去除模型中抛光垫微凸峰变形进行分析。结果表明:在连续1 h的CMP过程中(无修整),材料去除率的变化趋势表现为先增大后减小,表面质量则为先减小再增大,抛光20 min后,晶片表面的MRR达到最大值(873.43±65.53)nm/min,表面粗糙度达到最小值(1.13±0.08)nm;衬垫表面微观组织的动态变化大致经历快速变化期、相对稳定期、性能逐步退化阶段;CMP过程中抛光垫微凸峰处在弹塑性变形区间,理论计算结果与实际情况具有高度一致性。 展开更多
关键词 化学机械抛光 抛光垫 摩擦磨损 性能退化 材料去除率
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PEI/PEEK复合材料的熔融沉积制备及其摩擦磨损性能
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作者 阮俊飞 裴先强 +1 位作者 车清论 张建军 《润滑与密封》 北大核心 2025年第2期112-120,共9页
聚合物材料的耐温性能对其摩擦磨损性能具有重要的影响。为改善聚醚醚酮(PEEK)的耐温性能,采用聚醚酰亚胺(PEI)对其进行改性。利用熔融沉积成型制备聚醚酰亚胺/聚醚醚酮(PEI/PEEK)复合材料,考察PEI的引入对PEEK热学性能的影响,以及PEI... 聚合物材料的耐温性能对其摩擦磨损性能具有重要的影响。为改善聚醚醚酮(PEEK)的耐温性能,采用聚醚酰亚胺(PEI)对其进行改性。利用熔融沉积成型制备聚醚酰亚胺/聚醚醚酮(PEI/PEEK)复合材料,考察PEI的引入对PEEK热学性能的影响,以及PEI含量对PEI/PEEK复合材料摩擦磨损性能的影响。研究表明:PEEK与PEI完全互溶,随着复合材料中PEI含量的增大,复合材料的玻璃化转变温度不断升高,且力学性能也不同程度地提高;当PEI质量分数为30%时复合材料表现出优异的力学性能。以复合材料力学性能为指标,获得优化的复合材料熔融沉积工艺,即喷嘴温度390℃,底板温度170℃。摩擦磨损性能测试发现,当PEI质量分数不超过30%时,复合材料的摩擦因数和磨损率较为稳定,而PEI质量分数超过30%后复合材料的摩擦因数和磨损率变化较大。 展开更多
关键词 复合材料 聚醚醚酮 聚醚酰亚胺 熔融沉积成型 力学性能 摩擦磨损
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柔性石墨环密封性能及其影响因素研究
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作者 蔡澳 张先勇 +2 位作者 唐祎俊 赵英 张志顺 《机电工程》 北大核心 2025年第5期821-831,共11页
因具有良好的耐腐蚀、耐高温和耐寒特性,柔性石墨被认为是极端环境中理想的密封材料。为了对基于柔性石墨环的密封结构设计及密封性能评价提供科学依据,使用试验和有限元分析相结合的方法,对柔性石墨环密封性能及影响因素进行了分析。首... 因具有良好的耐腐蚀、耐高温和耐寒特性,柔性石墨被认为是极端环境中理想的密封材料。为了对基于柔性石墨环的密封结构设计及密封性能评价提供科学依据,使用试验和有限元分析相结合的方法,对柔性石墨环密封性能及影响因素进行了分析。首先,利用试验机对柔性石墨环样品进行了压缩试验,获取了不同密度下柔性石墨环的压缩曲线、压缩率与回弹率;然后,基于试验数据拟合了材料模型,并将其应用于有限元模拟分析中,通过模拟柔性石墨环的压缩试验过程,对采用超弹性材料模型拟合柔性石墨材料的准确性进行了验证;最后,利用有限元分析法,深入探讨了密度、几何高度、级数、径向间隙及摩擦系数等参数对密封性能的影响。研究结果显示:密度范围为1.54 g/cm^(3)~1.77 g/cm^(3)的柔性石墨环,压缩率约为0.33~0.28,回弹率约为0.56~0.70,施加轴压5 MPa~50 MPa,柔性石墨环侧压系数值在0.6~0.7范围内;柔性石墨环的侧向压力与轴向压力成正比,且侧向压力沿密封路径逐步降低;柔性石墨环密度越大,其平均侧压系数越大,有助于提升高压密封性能;此外,增加石墨环的几何高度或级数对侧向压力分布趋势几乎无影响,亦不会改变最大侧向压力值,但会显著降低轴向力传递率;同时,减小密封界面的径向间隙和降低密封接触面的摩擦系数,均能有效提升其密封效果。 展开更多
关键词 压缩试验 超弹性材料模型 密度范围 几何高度 级数 径向间隙 摩擦系数
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石墨负极材料辊压过程离散元模拟研究 被引量:1
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作者 司丽娜 兰琼 +2 位作者 黄荣 阎红娟 张淑婷 《润滑与密封》 北大核心 2025年第4期184-188,共5页
作为锂离子电池的核心组件,极片的制备过程特别是辊压工艺是电池能量密度和综合性能提升的关键。研究辊压过程中电极材料辊压变形机制,对实现辊压过程电极材料孔隙率和压实密度精确控制、提升锂离子电池综合性能具有重要意义。基于弹塑... 作为锂离子电池的核心组件,极片的制备过程特别是辊压工艺是电池能量密度和综合性能提升的关键。研究辊压过程中电极材料辊压变形机制,对实现辊压过程电极材料孔隙率和压实密度精确控制、提升锂离子电池综合性能具有重要意义。基于弹塑性接触模型建立石墨负极材料极片辊压离散元模拟模型,通过微观颗粒间相互作用行为分析揭示其宏观尺度响应。采用控制变量法研究仿真容器尺寸和颗粒间摩擦因数对仿真结果的影响,确定合适的仿真容器尺寸和摩擦因数设置。结果表明:随着设置的容器底面尺寸增加,压力-位移曲线数据波动减小,容器底面尺寸为150μm×150μm时可以满足计算准确度要求;静摩擦因数对电极辊压过程有较大影响,静摩擦因数增大,颗粒抗力增大,同等压力对应的密度值减小;而滚动摩擦因数的大小对石墨压实特性的影响较小。 展开更多
关键词 锂离子电池 石墨负极材料 电极辊压 离散元模拟 摩擦因数
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顺层陡倾岩质边坡倾倒模式试验
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作者 王林康 郑子涵 +3 位作者 章广成 曾鑫 丁柄栋 崩兴涛 《地质科技通报》 北大核心 2025年第2期340-354,共15页
在澜沧江中上游大华桥水电站的左岸分布着大量顺层陡倾岩质边坡,库区独特的工程地质条件为其提供了良好的变形孕育环境,因倾倒变形体失稳崩落形成的滑坡堆积物在库区分布广泛,这对水电工程的运行和维护造成了极大困难。为了研究顺层陡... 在澜沧江中上游大华桥水电站的左岸分布着大量顺层陡倾岩质边坡,库区独特的工程地质条件为其提供了良好的变形孕育环境,因倾倒变形体失稳崩落形成的滑坡堆积物在库区分布广泛,这对水电工程的运行和维护造成了极大困难。为了研究顺层陡倾岩质边坡的演化过程、倾倒模式以及倾倒变形破坏机理,以库区左岸微风化板岩为参照原型配置相似材料,采用室内底摩擦模型试验方法,分析不同坡角、层面倾角、结构面产状条件下边坡的变形破坏特征。结果表明:①顺层陡倾岩质边坡主要倾倒破坏模式为拉裂−倾倒式,在演化初期坡脚处岩体由于应力集中最先发生弯曲变形,并由坡体前缘逐渐向中后部发展,坡表中部的岩体也逐渐由顺倾转变为直立至反倾状态,并在重力作用下加速向临空面方向弯曲倾倒,当变形到达一定程度时将沿着最大弯曲部位或结构面发生拉裂折断,最终岩块将会沿着拉裂面产生滑移甚至崩落。②通过对比试验模型的坡体参数及变形特征,将7组模型边坡大致分为3类:近直立顺层岩质缓坡、陡倾角顺层岩质陡坡、近直立顺层岩质陡坡。相较于坡角,岩层倾角对顺层陡倾岩质边坡倾倒变形破坏的影响更大;非垂直于层面的缓倾结构面比垂直于层面的结构面更容易引起顺层陡倾边坡的倾倒变形破坏,且相较于外倾结构面,当坡体发育内倾结构面时发生倾倒变形破坏的规模更大。③从变形阶段的角度将斜坡的变形演化过程划分为初始变形阶段、倾倒变形阶段、倾倒破坏阶段。④从机理上将顺层陡倾岩质边坡发生倾倒变形破坏的过程划分为应力调整阶段、弯曲−蠕变阶段、弯曲−拉裂阶段、倾倒−崩滑阶段;根据倾倒区的变形程度将变形破坏后的斜坡划分为强倾倒区、弱倾倒区和稳定区。研究成果可为顺层陡倾岩质边坡的演化过程、倾倒模式以及倾倒变形破坏机理的研究提供参考。 展开更多
关键词 顺层陡倾岩质边坡 相似材料 底摩擦模型试验 倾倒模式 倾倒变形破坏
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