材料摩擦磨損課件材料摩擦學(xué)概述材料摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)材料摩擦磨損性能測(cè)試技術(shù)材料摩擦磨損機(jī)制及影響因素材料摩擦磨損的防護(hù)措施與表面工程應(yīng)用材料摩擦學(xué)研究展望與挑戰(zhàn)contents目錄01材料摩擦學(xué)概述摩擦定義兩個(gè)接觸表面間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸表面上產(chǎn)生的切向阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。摩擦分類干摩擦、濕摩擦、邊界摩擦。摩擦的定義及分類研究摩擦、磨損和潤(rùn)滑的本質(zhì)、規(guī)律及控制方法。研究?jī)?nèi)容減少摩擦磨損，提高能源利用率；提高設(shè)備性能和壽命；促進(jìn)科技進(jìn)步。研究意義摩擦學(xué)的研究?jī)?nèi)容與意義危害材料損失、設(shè)備失效、安全事故。防治選擇合適的材料、優(yōu)化設(shè)計(jì)、改善環(huán)境、使用潤(rùn)滑劑。材料摩擦磨損的危害與防治02材料摩擦學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)材料表面分子間的相互作用力，是影響材料摩擦性能的重要因素之一。液體表面分子間的相互作用力，可影響材料在液體環(huán)境中的摩擦性能。表面能與表面張力表面張力表面能固體表面存在微觀不平整性，導(dǎo)致實(shí)際接觸面積小于名義接觸面積。固體表面的不平整性黏著是固體表面間的黏著力，可導(dǎo)致摩擦力的產(chǎn)生。黏著與摩擦力固體表面的接觸與黏著描述兩接觸表面間摩擦性能的數(shù)值，通常以滑動(dòng)摩擦力與法向力的比值表示。摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)受多種因素影響，如材料性質(zhì)、表面粗糙度、環(huán)境溫度和濕度等。影響因素摩擦系數(shù)及其影響因素03材料摩擦磨損性能測(cè)試技術(shù)該試驗(yàn)機(jī)模擬實(shí)際使用過程中兩表面間的摩擦行為，其中一個(gè)表面固定，另一個(gè)表面可移動(dòng)。通過測(cè)量摩擦力、摩擦系數(shù)等參數(shù)，評(píng)估材料的摩擦性能。往復(fù)式摩擦試驗(yàn)機(jī)該試驗(yàn)機(jī)通過將材料固定在主軸上，并與其配對(duì)的副軸相互摩擦，測(cè)量材料的摩擦系數(shù)、磨損量等參數(shù)。旋轉(zhuǎn)式摩擦試驗(yàn)機(jī)該試驗(yàn)機(jī)通過將材料制成的球體放置在盤形樣品表面進(jìn)行摩擦，測(cè)量摩擦力、摩擦系數(shù)以及球體的磨損量等參數(shù)。球-盤式摩擦試驗(yàn)機(jī)摩擦試驗(yàn)機(jī)分類及原理金屬材料01金屬材料的摩擦磨損性能測(cè)試通常采用球-盤式或往復(fù)式摩擦試驗(yàn)機(jī)，通過改變載荷、速度、溫度等條件，評(píng)估金屬材料的摩擦系數(shù)、磨損量等參數(shù)。高分子材料02高分子材料的摩擦磨損性能測(cè)試通常采用旋轉(zhuǎn)式或往復(fù)式摩擦試驗(yàn)機(jī)，通過改變載荷、速度、溫度等條件，評(píng)估高分子材料的摩擦系數(shù)、磨損量等參數(shù)。陶瓷材料03陶瓷材料的摩擦磨損性能測(cè)試通常采用球-盤式或往復(fù)式摩擦試驗(yàn)機(jī)，通過改變載荷、速度、溫度等條件，評(píng)估陶瓷材料的摩擦系數(shù)、磨損量等參數(shù)。常見材料的摩擦磨損性能測(cè)試磨損量測(cè)量摩擦系數(shù)分析表面形貌分析材料成分分析摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果分析方法01020304通過測(cè)量材料磨損前后的質(zhì)量變化，計(jì)算出磨損量。通過分析摩擦過程中測(cè)得的摩擦力與時(shí)間的關(guān)系，計(jì)算出摩擦系數(shù)。通過觀察材料表面磨損后的形貌，分析表面粗糙度、劃痕等特征。通過分析材料磨損前后的成分變化，評(píng)估材料在摩擦過程中的化學(xué)反應(yīng)。04材料摩擦磨損機(jī)制及影響因素金屬表面之間由于粘著效應(yīng)而產(chǎn)生磨損。粘著磨損金屬表面與硬質(zhì)顆粒相互作用，導(dǎo)致表面損傷。磨粒磨損在循環(huán)應(yīng)力作用下，金屬表面產(chǎn)生疲勞裂紋，最終導(dǎo)致表面磨損。疲勞磨損在腐蝕性環(huán)境中，金屬表面腐蝕導(dǎo)致磨損。腐蝕磨損金屬材料的摩擦磨損機(jī)制高分子材料之間容易產(chǎn)生粘著效應(yīng)，導(dǎo)致表面損傷。粘著磨損高分子材料表面與硬質(zhì)顆粒相互作用，導(dǎo)致表面損傷。磨粒磨損在循環(huán)應(yīng)力作用下，高分子材料表面產(chǎn)生疲勞裂紋，最終導(dǎo)致表面磨損。疲勞磨損高分子材料在氧化環(huán)境中容易發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致表面損傷。氧化磨損高分子材料的摩擦磨損機(jī)制陶瓷表面之間由于粘著效應(yīng)而產(chǎn)生磨損。粘著磨損磨粒磨損疲勞磨損崩裂磨損陶瓷表面與硬質(zhì)顆粒相互作用，導(dǎo)致表面損傷。在循環(huán)應(yīng)力作用下，陶瓷表面產(chǎn)生疲勞裂紋，最終導(dǎo)致表面磨損。陶瓷材料由于其脆性，在沖擊或壓力作用下容易發(fā)生崩裂。陶瓷材料的摩擦磨損機(jī)制硬度高的材料通常具有更好的耐磨性。材料硬度韌性好的材料能夠在承受沖擊和壓力時(shí)保持完整性。材料韌性摩擦環(huán)境如溫度、濕度、介質(zhì)等對(duì)材料的摩擦磨損性能有很大影響。環(huán)境因素摩擦副的載荷和運(yùn)動(dòng)速度直接影響到材料的摩擦磨損性能。載荷和速度影響材料摩擦磨損性能的因素05材料摩擦磨損的防護(hù)措施與表面工程應(yīng)用降低摩擦系數(shù)，減少磨損。油性添加劑極壓添加劑固體潤(rùn)滑劑在摩擦表面形成化學(xué)反應(yīng)膜，防止金屬表面磨損。在摩擦表面形成固體潤(rùn)滑膜，減少摩擦系數(shù)。030201減摩抗磨添加劑的種類與應(yīng)用在金屬表面電鍍一層金屬或合金，提高耐磨性。電鍍利用化學(xué)反應(yīng)在金屬表面沉積一層金屬或合金，提高耐磨性。化學(xué)鍍將熔融狀態(tài)的金屬或合金噴射到金屬表面，形成一層致密的涂層，提高耐磨性。熱噴涂表面涂層/薄膜的制備及其抗磨減摩作用采用表面處理技術(shù)，提高活塞環(huán)的耐磨性和耐腐蝕性，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)采用涂層技術(shù)，提高刀具的硬度和耐磨性，延長(zhǎng)刀具使用壽命。切削刀具采用表面處理技術(shù)，提高軸承的耐磨性和抗疲勞性，提高軸承的使用壽命。軸承表面工程在材料摩擦磨損防護(hù)中的應(yīng)用案例06材料摩擦學(xué)研究展望與挑戰(zhàn)多學(xué)科交叉融合材料摩擦學(xué)將與物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域交叉融合，形成跨學(xué)科的研究方向。工業(yè)應(yīng)用與技術(shù)轉(zhuǎn)化加強(qiáng)與企業(yè)合作，推動(dòng)材料摩擦學(xué)研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，解決工業(yè)生產(chǎn)中的摩擦磨損問題。多元化研究領(lǐng)域拓展材料摩擦學(xué)研究將涉及更多新型材料、復(fù)雜工況條件以及微納尺度下的摩擦磨損行為機(jī)制。材料摩擦學(xué)研究的發(fā)展趨勢(shì)VS新型納米材料、高分子復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等將在摩擦學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出更大的潛力。新技術(shù)的應(yīng)用微納制造技術(shù)、生物仿生技術(shù)、智能傳感技術(shù)等將為材料摩擦學(xué)研究提供新的解決方案。新材料的應(yīng)用新材料與新技術(shù)在材料摩擦學(xué)中的應(yīng)用前景面