發(fā)布時(shí)間：2020-12-10 22:14

　　本文中使用電沉積方法在銅基表面分別制備了純銀鍍層和純銀/銀石墨復(fù)合鍍層,研究了不同溫度下兩種鍍層的磨損性能和行為.研究表明:室溫至120℃,純銀鍍層磨損機(jī)理為輕微的黏著磨損,摩擦系數(shù)穩(wěn)定在0.35⁰.45左右,磨損率為3×10^-14 m³/（N·m）左右;240⁴80℃,鍍層磨損機(jī)理為明顯的黏著磨損,磨損率急劇增加,摩擦系數(shù)不穩(wěn)定.純銀/銀石墨復(fù)合鍍層在室溫至240℃的磨損機(jī)理為輕微的黏著磨損,平均摩擦系數(shù)在0.1左右,磨損率增加緩慢;當(dāng)溫度超過(guò)240℃時(shí),由于抗高溫石墨膜的破裂,出現(xiàn)了嚴(yán)重的塑性變形;480℃時(shí),復(fù)合鍍層磨損機(jī)理主要表現(xiàn)為明顯的磨粒磨損,摩擦系數(shù)不穩(wěn)定,磨損率達(dá)到46×10^-14 m³/（N·m）,耐磨性優(yōu)于純銀鍍層. 

【文章來(lái)源】：摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2017年02期 第257-262頁(yè) 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

鍍層在不同溫度下摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化的曲線

變化，導(dǎo)致摩擦副改變，摩擦系數(shù)下降.圖1(b)為純銀/銀石墨復(fù)合鍍層在不同溫度下磨損1h摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化的曲線.室溫至360℃區(qū)間內(nèi)，純銀/銀石墨復(fù)合鍍層的摩擦系數(shù)都在0.1左右，到了480℃鍍層的摩擦系數(shù)增至0.44，說(shuō)明鍍層的石墨自潤(rùn)滑膜層可能發(fā)生了完全破壞，導(dǎo)致磨損性能下降.隨著溫度的升高，復(fù)合鍍層的摩擦系數(shù)出現(xiàn)了不同程度的波動(dòng)，這是因?yàn)樵诩訜釡囟冗^(guò)程中石墨吸附的水蒸氣發(fā)生脫附以及摩擦過(guò)程中瞬現(xiàn)高溫，石墨膜破裂，發(fā)生了“粉塵磨損”.Lancaster[21]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度超過(guò)150℃就會(huì)發(fā)生“粉塵磨損”.從圖2中可以看到石墨的面積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高逐漸降低，鍍層的潤(rùn)滑層逐漸失去，發(fā)生了“粉塵磨損”，通�！胺蹓m磨損”的磨損率數(shù)倍于室溫磨損，一般認(rèn)為這是因?yàn)槟p時(shí)C原子懸空共價(jià)鍵之間的結(jié)果.就摩擦系數(shù)來(lái)看，360℃以下純銀/銀石墨復(fù)合鍍層的耐磨性比純銀鍍層更好.2.2鍍層磨損率的分析磨損率反應(yīng)了材料消耗的問(wèn)題，磨損率越大，材料的使用壽命就越短.如圖3所示，兩種鍍層的磨損率整體隨溫度的上升而增加，240℃以后純銀鍍層的磨損率增加速率要明顯比復(fù)合鍍層大.這是因?yàn)榧冦y隨溫度增加硬度下降，導(dǎo)致磨損率增加，而復(fù)合鍍層中形成的石墨膜由于受加熱溫度過(guò)程中石墨吸附的水蒸氣發(fā)生脫附以及摩擦過(guò)程中瞬現(xiàn)高溫而破裂，發(fā)生“粉塵磨損”，耐磨性能下降，磨損率增加.其中，室溫至240℃，純銀鍍層和銀石墨復(fù)合鍍層的磨損率變化相對(duì)較緩且其磨損率相差不大，純銀鍍層的磨損率在3×10-14m3/(N·m)左右，而純銀/銀石墨復(fù)合鍍層的磨損率在10×10-14m3/(N·m)左右；在240~480℃區(qū)間內(nèi)，純銀鍍層的磨損率增長(zhǎng)速度明顯大于銀石墨復(fù)合鍍層.480℃時(shí)，純銀鍍層磨損率增大到229×10-14m3/(N·m)；而復(fù)合鍍層內(nèi)由?

溫下純銀鍍層在磨球的作用下發(fā)生了塑性變形，銀層受到擠壓，磨痕邊緣形成“山丘”狀結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為輕微的黏著磨損[見(jiàn)圖4(a)].當(dāng)溫度達(dá)到120℃時(shí)，由于受熱原因，純銀鍍層微微軟化致使塑性變形加重，磨痕現(xiàn)“凸”線性[見(jiàn)圖4(b)]，此時(shí)摩擦表面溫度較高，Ag發(fā)生氧化形成氧化膜，摩擦系數(shù)和磨損率都有所降低，但其磨損機(jī)理仍然表現(xiàn)為輕微的黏著磨損.隨著溫度進(jìn)一步增加，Ag高溫下的軟化以及氧化膜失效致使摩擦系數(shù)極度不穩(wěn)定，磨損率急速增加.240℃時(shí)，純銀鍍層的接觸峰點(diǎn)在磨損過(guò)程中瞬現(xiàn)高溫(局部高溫只持續(xù)幾個(gè)毫秒)，然而由于摩擦副的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接觸峰點(diǎn)，一旦脫離接觸，峰點(diǎn)溫度迅速下降，摩擦表面處于這種狀態(tài)下，氧化膜將發(fā)生破裂，使接觸峰點(diǎn)產(chǎn)生黏著，隨后在滑動(dòng)中黏著結(jié)點(diǎn)破壞[22]，塑性變形加劇[見(jiàn)圖4(c)]，摩擦系數(shù)開(kāi)始有輕微浮動(dòng).360和480℃時(shí)，純銀鍍層出現(xiàn)了嚴(yán)重的塑性變形和黏著剝落導(dǎo)致的鍍層遷移[如圖4(d~e)]，這樣的存在狀態(tài)是不穩(wěn)定的，摩擦系數(shù)起伏波動(dòng)和磨損率的驟增也印證了磨損過(guò)程的不穩(wěn)定性.復(fù)合鍍層在室溫、120和240℃的磨痕比較光滑平整，只出現(xiàn)少量黏著剝落坑、“凸”線性以及擦傷磨損的痕跡，摩擦系數(shù)非常穩(wěn)定，磨損率較低，其主要原因是石墨的加入形成了一層抗高溫的石墨膜，使鍍層的自潤(rùn)滑效果很好[見(jiàn)圖4(a')、(b')和(c')].但當(dāng)溫度超過(guò)240℃時(shí)，一方面由于受加熱溫度過(guò)程中石墨吸附的水蒸氣發(fā)生脫附，另一方面由于接觸峰點(diǎn)在磨損過(guò)程的瞬現(xiàn)高溫，石墨潤(rùn)滑膜易發(fā)生破裂，所以復(fù)合鍍層的摩擦系數(shù)開(kāi)始不穩(wěn)定，但磨損率增加不大.360℃時(shí)，復(fù)合鍍層出現(xiàn)了更為明顯的鍍層遷Fig.3Wearrateofthepuresilverandthesilver/silver-graphitecompositecoatingsafterslidingfor1hatelevatedtemperatures圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]220kV隔離開(kāi)關(guān)發(fā)熱缺陷檢測(cè)及處理[J]. 許加凱,陳詩(shī)瀾,王飛飛,鄭志強(qiáng).  電氣開(kāi)關(guān). 2016(05)
[2]高壓隔離開(kāi)關(guān)觸指壓力測(cè)試儀研究與設(shè)計(jì)[J]. 付克勤,陳亞?wèn)|,萬(wàn)書(shū)亭.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2016(10)
[3]高壓戶外式隔離開(kāi)關(guān)缺陷分析及完善化改造[J]. 韓磊,魯愛(ài)斌,紀(jì)依依.  河北電力技術(shù). 2016(02)
[4]GW16(17)型隔離開(kāi)關(guān)防水方法研究與實(shí)踐[J]. 孫亞輝.  高壓電器. 2016(02)
[5]GW4型隔離開(kāi)關(guān)觸頭發(fā)熱原因分析及措施[J]. 張霽月,孫正來(lái),衛(wèi)功存,朱興剛,謝正勇,徐飛.  安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2014(01)
[6]隔離開(kāi)關(guān)觸頭壽命的試驗(yàn)研究[J]. 楊堃,宋杲,曹德新,和彥淼,林凡田,解守華.  智能電網(wǎng). 2014(02)
[7]Fe-Mo-石墨和Fe-Mo-Ni-石墨的高溫摩擦磨損行為[J]. 馬文林,陸龍,郭鴻儒,王靜波,賈輝,張樹(shù)偉,呂晉軍.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2013(05)
[8]戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)電觸頭發(fā)熱及其在線監(jiān)測(cè)[J]. 王富勇,方瑞明,陳華貴.  寧夏工程技術(shù). 2011(02)
[9]戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)過(guò)熱的原因及對(duì)策[J]. 吳振.  機(jī)電信息. 2010(24)
[10]戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)常見(jiàn)缺陷分析及對(duì)策[J]. 林巖.  硅谷. 2010(03)

碩士論文
[1]戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)用銀石墨自潤(rùn)滑復(fù)合鍍層的制備及性能研究[D]. 稂耘(Yun Mitchell Lang).南昌航空大學(xué) 2015



本文編號(hào)：2909365