內(nèi)燃機用復(fù)合材料室溫摩擦性能試驗研究

1 引言

自潤滑材料性能可自行設(shè)計,一方面，它除了具有金屬的優(yōu)良的力學(xué)性能以外,還可以通過添加一些增強材料使它具有更好的性能，；另一方面又可通過添加一定的固體潤滑劑

，形成固體自潤滑,在摩擦工程中形成完整的潤滑膜，阻隔相互接觸兩材料的表面微凸體直接接觸，降低摩擦副的摩擦系數(shù)磨損率,具有相比于油脂潤滑更加優(yōu)越的潤滑性能。因為它具有優(yōu)異的綜合性能引起了人們的關(guān)注,并在內(nèi)燃機的制造中得到了廣泛應(yīng)用。

2 試驗

2.1 樣品材料的制備

1)材料配比

（3）信息化程度較低。一方面，大部分房地產(chǎn)估價機構(gòu)信息化不足，作業(yè)方式和管理水平嚴重滯后于大數(shù)據(jù)時代信息技術(shù)的發(fā)展，信息化平臺使用率較低，估價參數(shù)、影響因素權(quán)重設(shè)置等依舊采用估價師經(jīng)驗等傳統(tǒng)模式，缺乏合理的數(shù)據(jù)支撐。另一方面，因缺少行業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準，少數(shù)已摸索在信息化之路上的估價機構(gòu)無法實現(xiàn)與外部的數(shù)據(jù)交換。

對于可壓縮湍流, Euler方程和Navier-Stokes方程的離散格式能否既可捕捉激波又可分辨小尺度波狀解是一個長期存在的問題, 具有廣泛的應(yīng)用背景[1-2]. Adams等[3]提出了一個高分辨率激波捕捉格式與類譜緊致有限差分方法的耦合形式. 不同于它們的原有形式[4], 通過耦合, 由這些緊致格式的一種迎風(fēng)組合引入一些適量耗散是必要的. 后來, Pirozzoli[5]指出, 適度的耗散能夠抑制以不正確的速度傳播的高波數(shù)波. 問題的難點在于確定耗散的大小, 使之足以消除偽高波數(shù)波, 又不影響物理上相關(guān)的可分辨波數(shù)范圍.

為了對Ni含量對材料的性能影響進行分析，設(shè)置了三種不同 Ni含量的樣品材料進行對比試驗。三組樣品材料的材料配比見表1。

2)樣品材料制備過程

手機響了，一個陌生的號碼。接了。對方說，我是高文鵬。我哦了一句，從床上坐起來，我說久聞高廠長大名，半夜來電，找我有事么？高文鵬說，剛從景花廠的同事那兒出來，本想趕回關(guān)內(nèi)的，沒車了，忽然就想找你聊聊，方便嗎？我說就我們倆？我想兩個素不相識的人，能聊什么呢。高文鵬說，就我們倆，閑聊。

本試驗所需CuNiSn-3(Gr.+PbO)自潤滑復(fù)合材料三組樣品是按照粉末冶金

材料制備方法進行制備的。

(1)混料

按照表所示配料組分，用精度為0.01的電子秤稱量各組分質(zhì)量，然后將各組分質(zhì)量放入三維混料器中機械混合，混料時間5-6 h，直至各組分材料分布均勻；

3)磨損率計算

通過以上分析，我們可以推斷，留學(xué)生的語言能力與其語用語言能力有一定的關(guān)系，但與其社交語用能力之間關(guān)系不大。留學(xué)生的社交語用能力比其語用語言能力發(fā)展得要慢。這就要求我們在教學(xué)中加強對學(xué)生社交語用能力的培養(yǎng)。

本研究擬采用LC-MS/MS法對原發(fā)性高脂血癥人群的血漿中9種膽汁酸的分布情況進行分析，并通過與健康人群相關(guān)膽汁酸進行比較，了解人體的血脂水平與其血漿膽汁酸分布情況的相關(guān)性，對比分析原發(fā)性高脂血癥人群與健康人群血漿中膽汁酸的組成與含量差異，以期為原發(fā)性高脂血癥人群的治療和飲食結(jié)構(gòu)調(diào)整提供有力的客觀性依據(jù)。

待混合完全以后，將混好的粉末取出后裝入直徑20 mm的鋼模具中，利用液壓機在350 MPa的壓力下保壓8～10 s，壓制成直徑和高度都為20mm圓柱形毛坯；

(3)燒結(jié)

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準差表示，采用t檢驗；計數(shù)資料采用χ2檢驗或秩和檢驗；P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

然后將毛坯放入氫氣氣氛保護下的管式電阻高溫?zé)Y(jié)爐中自由燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900℃，在燒結(jié)過程中，溫度梯度為0-350-500-900，升溫不宜過快，每階段4℃/min，每達到一個溫度點后保溫15分鐘，讓爐子溫度跟上來，達到最后溫度(900℃)以后保溫30-90min，之后隨爐自然冷卻至室溫，即可得到實驗所需的Cu-Ni-Sn-(Gr.+PbO)自潤滑復(fù)合材料。

2.2 試驗過程

1)樣品密度、硬度、屈服強度的測量

由于10個信任變量之間存在高度相關(guān)性，故在進行廣義結(jié)構(gòu)方程建模之前，本文先對三個維度的信任變量進行主成分分析，分別生成能力信任(trust_ab)、善意信任(trust_ben)和誠實信任(trust_int)三個主成分并代入實證分析，以緩解多重共線問題，提升后續(xù)實證分析的準確性。主成分分析的詳細結(jié)果如表3所示。

采用特定儀器對三組原始樣品(φ20mm×20mm)的密度、硬度、屈服強度進行測量，結(jié)果是經(jīng)過多組測量以后求得平均值。

2)測量摩擦系數(shù)

摩擦系數(shù)收集是在玄武三號高溫摩擦試驗機上進行的，該試驗是對同一材料在相同條件下進行的三次試驗。相同試驗條件是指相同載荷；室溫25℃；相同載荷：39.2N；相同轉(zhuǎn)速：0.75m/s；相同摩擦?xí)r間：60min。最后得出，試驗樣品三次的質(zhì)量磨損量依次為3.3 mg、2.4 mg、4.6 mg，質(zhì)量磨損量平均值為3.4 mg；質(zhì)量磨損率依次為4.1 mg/s、3.0 mg/s、5.8 mg/s，質(zhì)量磨損率平均值為4.3 mg/s。

(2)壓制

5)磨損表面形貌觀察

4)顯微組織觀察，以及物相組織分析

做顯微組織觀察時，首先要將材料進行打磨，因為摩擦實驗前的原始材料(φ20mm×20mm)表面存在大量毛疵，而且由于材料經(jīng)過液壓機冷壓以后表面顯微組織不能完全顯現(xiàn)。在打磨時，將原始材料用鑲嵌機固定以后，用磨拋機不斷進行打磨，在這過程中，打磨用的砂紙的精度不斷提高，直到打磨精度0.5μm為止。最后將材料切割成尺寸為φ20mm×2mm的薄片才能放在電鏡下觀察。觀察復(fù)合材料的顯微組織時要結(jié)合使用低真空掃描電鏡(SEM)和能譜分析儀(EDS)進行觀察，以此可以直接得出復(fù)合材料中不同物質(zhì)在樣品中的分布情況，從而分析它對力學(xué)性能造成的影響。

摩擦試驗結(jié)束以后，用精度為0.1 mg的電子天平稱量獲取摩擦試驗前后栓的質(zhì)量損失Δm。

觀察磨損表面時的樣品尺寸為φ5mm×2mm，是從摩擦試驗完以后的栓材料上切割下來的，樣品的摩擦表面形貌可以直接通過低真空掃描電鏡(SEM)進行觀察。

6)物相組成成分分析

試驗樣品尺寸同樣為φ5mm×2mm，磨損表面的組成成分可以通過微區(qū)X射線衍射儀(XRD)得到，通過樣品燒結(jié)完以后成分的變化以及在栓和盤上成分的不同，分析研究樣品的摩擦磨損機制,以及固體潤滑膜的成分。

2.3 結(jié)果與討論

2.3.1 力學(xué)性能分析

通過第一個試驗最終得出，隨著Ni含量的增加，三個試驗樣品的密度依次為7.11g/cm

、7.13g/cm

和7.16g/cm

；硬度依次為34.5HB、37.3 HB、41.5 HB；屈服強度依次為62MPa、70MPa、77MPa。可以看出，當(dāng)石墨+PbO混合物含量固定為3%wt時，隨著Ni含量的增加，復(fù)合材料的硬度和屈服強度均呈現(xiàn)上升趨勢。其中，添加了2%wtNi的樣品相比無Ni的樣品，硬度提高約20%，屈服強度提高約24%。該復(fù)合材料強度的提高，主要是由于Ni的加入，使Cu、Ni、Sn之間可能相互作用

，形成一些新的化合物，起到了強化作用。

Cirrus clouds often appear in the sky, snow will fall in two or three days.

通過以上分析可以得到， Cu2Ni5Sn-3(Gr.+PbO)自潤滑復(fù)合材料摩擦系數(shù)曲線沒有不合理論的變化，曲線的波動符合正常材料磨損過程，而且從圖中可以看出，在穩(wěn)定磨損階段，摩擦系數(shù)穩(wěn)定在0.20左右，磨損率平均值4.3，這相比于傳統(tǒng)的軟金屬材料

有很大提高，說明Cu2Ni5Sn-3(Gr.+PbO)自潤滑復(fù)合材料在室溫下具有優(yōu)于傳統(tǒng)材料材料的摩擦系數(shù)和磨損率，具有良好的摩擦磨損性能。

2.3.2 摩擦磨損性能分析

樣品的摩擦系數(shù)是在(玄武三號)高溫摩擦試驗機上得到。摩擦系數(shù)曲線見圖2.1。

正常的磨損可以分為三個階段：跑和磨損階段，穩(wěn)定磨損和劇烈磨損階段，而劇烈磨損階段要經(jīng)過較長時間的穩(wěn)定磨損才能達到，在本試驗中不予考慮。從圖2.1可以看出，三組試驗初期都要經(jīng)過7-8分鐘的跑和階段，之后才會進入到穩(wěn)定磨損階段。在跑和磨損階段，B和D剛開始摩擦系數(shù)較大，這主要是因為復(fù)合材料和對偶磨盤在剛開始摩擦階段，由于兩個摩擦表面的表面粗糙度值較大，實際接觸面積較小，接觸點數(shù)少而多數(shù)接觸點的面積又較大，接觸點粘著嚴重，因此磨擦系數(shù)較大。但隨著跑合的進行，表面微凸體

逐漸被磨去，實際接觸面積增大，接觸點數(shù)增多，表面粗糙度逐漸降低，所以摩擦系數(shù)開始呈現(xiàn)下降趨勢。而C曲線在剛開始階段有別于B和D曲線，可能是由于安裝誤差或是其他實驗偶然因素所致，之后磨損就進入到了穩(wěn)定磨損階段。在穩(wěn)定磨損階段，摩擦系數(shù)仍然呈現(xiàn)出不斷往復(fù)波動的情況，這主要是由于摩擦過程是一個動態(tài)的，精密的過程，盤表面不平，有顆粒磨屑存在，安裝不平，都會導(dǎo)致摩擦系數(shù)不斷波動。在C曲線中，我們還可以發(fā)現(xiàn)在穩(wěn)定磨損階段出現(xiàn)一個摩擦系數(shù)異常增大的凸起，這可能是由于摩擦過程出現(xiàn)了磨粒磨損行為，磨粒脫落以后夾雜在摩擦面之中，在兩個材料的相互摩擦運動中影響了正常的摩擦磨損運動。

結(jié)合Cu2Ni5Sn-3(Gr.+PbO)自潤滑復(fù)合材料對其物相組成做進一步分析，從圖2.3自潤滑復(fù)合材料XRD成分分析圖譜可以看出，燒結(jié)完以后，在樣品中存在大量的Cu-Ni化合物和Cu-Sn化合物，這是由于在燒結(jié)過程中，合金元素Ni和Sn在集體元素Cu之間發(fā)生了相互擴散，元金元素進入Cu晶格以后，使其發(fā)生了點陣畸變，結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，形成了Cu-Ni和Cu-Sn固溶體，這些固溶體可以有效阻礙基體可能發(fā)生的位錯，從而顯著提高了基體材料的強度和硬度，使其力學(xué)性能得以提高。研究表明，合金元素在基體中的固溶度越高，對材料的力學(xué)性能增強效果也越高，因此隨著合金元素含量的提高，樣品材料的硬度也就變的越來越高。

2.3.4 復(fù)合材料磨損表面形貌與成分分析

圖2.2給出了復(fù)合材料在摩擦試驗以后室溫條件下的摩擦表面微觀形貌。從圖中可以看出，磨損表面大部分區(qū)域都比較光滑，但隨著放大倍數(shù)的增大，可以看出部分區(qū)域的材料發(fā)生了明顯的塑性變形(如圖2.2中100倍圖像右上角變形區(qū))，同時部分區(qū)域有材料疲勞剝落以后留下的痕跡，剝落的材料零星的分布于復(fù)合材料的摩擦面上。這種現(xiàn)象表明復(fù)合材料發(fā)生了疲勞磨損行為。同時，在圖中部分區(qū)域也可以看到有顆粒狀物體脫落以后留下的小型凹坑，這是復(fù)合材料發(fā)生磨粒磨損行為的特征。結(jié)合以上情況，可以看出，Cu2Ni5Sn-3(Gr.+PbO)自潤滑復(fù)合材料在室溫下主要表現(xiàn)出疲勞磨損和磨粒磨損兩種磨損行為。

結(jié)合圖2.3復(fù)合材料的(XRD)成分分析圖譜，黑色的石墨和白色的PbO均勻的分布在復(fù)合材料的表面上，在復(fù)合材料摩擦表面上形成了一層由石墨和PbO組成的固體潤滑膜

，他們的共同作用起到了減磨作用。從XRD圖譜中還可以看出，基體中出現(xiàn)了微量的Pb，微量的Pb的出現(xiàn)可能是Cu與PbO燒結(jié)過程中發(fā)生了還原反應(yīng)，而軟金屬Pb在摩擦過程中也具有潤滑作用。同時Ni引入以后，一方面跟基體元素形成了固溶體，固溶強化作用提高了材料的強度和硬度，進而提高了材料的減磨耐磨性能；另一方面，Ni元素在燒結(jié)的過程中抑制晶粒的生長，細化了晶粒，有效改善了復(fù)合材料的顯微組織結(jié)構(gòu)，從而進一步提高了材料的摩擦磨損性能。

2.3.5 對偶材料磨損表面形貌和組成分析

在設(shè)備列車之間用快速電纜插接，維護和安裝好列車內(nèi)部的管路電纜，系統(tǒng)采用大量的自動開啟變頻泵來調(diào)節(jié)壓力，平均開放數(shù)量比傳統(tǒng)的開泵人工控制能夠提高20%的效率，而且同時保證工業(yè)流量，自動減少開放數(shù)量，降低無功損耗。

從圖2.4中可以看出，黑色的石墨均勻分布在摩擦表面，形成了完整的潤滑膜且與底材緊密附著。石墨潤滑膜的存在阻隔了對偶鋼盤與復(fù)合材料的的直接接觸，降低了復(fù)合材料表面上的微凸體與對偶鋼盤材料表面上微凸體的機械嚙合作用，從而降低了高速摩擦運動下的摩擦因數(shù)和磨損量，提高了復(fù)合材料的摩擦磨損性能。圖中輕微劃痕是由于基體中硬質(zhì)相的存在，在摩擦過程中脫落并在栓與盤的相對運動中發(fā)生犁溝效應(yīng)而引起的，犁溝效應(yīng)的存在也充分證明了復(fù)合材料表面確實發(fā)生了磨粒磨損行為。結(jié)合室溫下對偶40Cr鋼盤磨痕內(nèi)外XRD圖譜可以看出，XRD也未能顯示出明顯的基體、石墨、PbO譜峰，表明來自復(fù)合材料的轉(zhuǎn)移量很小，形成的轉(zhuǎn)移潤滑膜很薄，但是由于該潤滑膜具有良好的潤滑性，使室溫下該復(fù)合材料磨損率得到降低。

3 結(jié)論

1)自潤滑復(fù)合材料摩擦系數(shù)曲線穩(wěn)定、正常，摩擦系數(shù)和磨損率均優(yōu)于一般材料，說明Cu2Ni5Sn-3(Gr.+PbO)自潤滑復(fù)合材料在室溫條件下具有良好的摩擦磨損性能。

A 55-year-old man with no significant medical history presented with hematochezia.

2)在金屬基復(fù)合材料中引入Ni元素以后，使自潤滑復(fù)合材料的室溫摩擦磨損性能得到提高，這是由于Ni進入基體以后，一方面同基體元素形成了固溶體，固溶體可以有效增強復(fù)合材料的強度和硬度，提高了復(fù)合材料的耐磨性；另一方面可以細化晶粒，提高基體材料的纖維組織結(jié)構(gòu)。

3)Cu2Ni5Sn-3(Gr.+PbO)自潤滑復(fù)合材料在室溫條件下具有良好的摩擦磨損性能，這是由于自潤滑復(fù)合材料在摩擦過程中，在樣品栓和對偶鋼制盤摩擦表面。上都形成了以石墨和PbO為主要材料的固體潤滑膜，這層潤滑膜具有良好的減磨作用

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