摩擦材料研究进展
摩擦磨损机理的研究进展
摩擦磨损机理的研究进展一、引言摩擦磨损是材料科学和工程学中的一个重要课题，它直接影响着机械设备的使用寿命和能效。
因此，对摩擦磨损机理的研究一直是各国科学家努力攻克的难点。
二、摩擦磨损机理的基本概念摩擦磨损机理是指在受力作用下，材料表面的物质发生耗损、切削和剥落，从而引起表面形貌、结构和性能的变化的科学研究。
摩擦磨损机理通常包括摩擦机理和磨损机理两个方面，其中，摩擦机理是指摩擦接触中的力学、热学、电学和化学作用等因素的相互作用，磨损机理是指摩擦接触中破坏表面原子键的力学和热学作用所引起的表面物质切削或剥落现象。
三、摩擦磨损机理的研究现状1、宏观研究宏观研究主要关注于材料在受力条件下的整体磨损效应，可采用试验方法结合数值模拟等手段，探究材料的磨损规律和机理。
2、微观研究微观研究主要研究摩擦接触区域的组织与结构，主要采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征手段，进而揭示材料在摩擦磨损过程中的局部特征以及其形貌和结构上的变化机制。
3、分子模拟分子模拟是利用计算机模拟分子热运动与相互作用，预测材料的宏观特性和微观结构的方法。
在摩擦磨损研究中，分子模拟主要用于解释摩擦接触区域的化学反应机制和表面形貌变化的原理。
四、摩擦磨损机理的研究进展1、纳米材料和纳米润滑技术的应用发现了纳米材料比传统材料在摩擦磨损方面表现更加出色，因此，纳米材料和纳米润滑技术已经得到广泛关注。
通过使用纳米材料和纳米润滑技术，可以减小摩擦接触的表面粗糙度和摩擦系数，从而提高摩擦磨损性能。
2、先进涂层技术的应用涂层技术可以改变材料表面性质和结构，从而降低磨损率和摩擦系数。
随着先进涂层技术的发展，例如离子镀膜、磁控溅射等技术的应用，涂层材料的表面性能和机械性能已经得到了极大提高，对于摩擦磨损机理的研究具有重要的指导意义。
3、分子动力学模拟的应用分子动力学模拟是一种基于分子水平的模拟方法，可以模拟摩擦磨损的原子尺度的变化和粘附行为，该方法适用于探索组分、摩擦、温度、压力等相互影响的分子层次变化规律，为深入揭示摩擦磨损机理提供了可靠的理论模拟基础。
机械系统中粘滑摩擦研究进展
在制造高精度和 高效率的机械装 备时，粘滑摩擦 的应用前景十分 广阔。
提高机械系统的效率和稳定性
实现机械系统的智能控制和自主调 节
添加标题
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降低机械系统的能耗和磨损
添加标题
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为新型机械系统的研发提供理论支 持和实践指导
汽车工业：提高车辆的燃油效率和减少排放 航空航天：优化飞行器的设计和性能 医疗器械：实现更精准和可靠的手术操作 机器人技术：提高机器人的运动性能和稳定性
添加标题
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对其他领域的研究具有借鉴意义
粘滑摩擦现象的物 理机制
粘着理论的基本概念：粘着现象是指两个接触表面在力的作用下发生粘合，难以分开的现象。
摩擦力的产生：摩擦力是由于接触表面粗糙不平，使得接触点间产生粘着和滑动的交替过程，从而产生摩擦力。
粘着理论与摩擦力的关系：粘着理论可以解释摩擦力的产生机制，即摩擦力的大小取决于接触表面的粘着状态和 表面能。
添加标题
滑移理论在机械系统中的应用： 在机械系统中，滑移理论可以用 于研究摩擦力对系统性能的影响， 以及优化机械系统的设计。
机械系统中粘滑摩 擦的影响因素
硬度：硬度越高，粘滑摩擦越明显 表面粗糙度：表面粗糙度越大，粘滑摩擦越小 弹性模量：弹性模量越大，粘滑摩擦越小 热导率：热导率越高，粘滑摩擦越小
机械系统参数：转速、负载、温度等 粘滑摩擦的影响因素：表面粗糙度、材料性质、润滑条件等 机械系统参数对粘滑摩擦的影响机制 实验研究与结果分析
机械系统中粘滑摩 擦的实验研究方法
实验设备：摩擦磨损试验机、表面 形貌仪、光学显微镜等
实验环境：温度、湿度、压力等环 境因素对实验结果的影响添Leabharlann 标题添加标题添加标题
石墨烯摩擦学及石墨烯基复合润滑材料的研究进展
石墨烯摩擦学及石墨烯基复合润滑材料的研究进展一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子紧密排列形成的二维晶体材料，自2004年被科学家首次成功分离以来，其独特的物理和化学性质引起了全球科研人员的广泛关注。
石墨烯以其超高的电导率、热导率、强度以及优良的摩擦学性能，在众多领域展现出巨大的应用潜力。
特别是在摩擦学领域，石墨烯及其基复合润滑材料的研究，对于提高机械部件的运行效率、降低能耗、延长使用寿命等方面具有深远的意义。
本文旨在全面综述近年来石墨烯摩擦学及石墨烯基复合润滑材料的研究进展。
我们将从石墨烯的基本性质出发，深入探讨其摩擦学特性，包括摩擦系数、磨损率等关键指标。
随后，我们将重点介绍石墨烯基复合润滑材料的制备工艺、性能优化及其在实际应用中的表现。
本文还将对石墨烯在摩擦学领域的未来研究方向和应用前景进行展望，以期为相关领域的科研工作者和工程师提供有益的参考和启示。
二、石墨烯的摩擦学特性石墨烯，作为一种新兴的二维纳米材料，自其被发现以来，便因其独特的物理和化学性质引起了摩擦学领域的广泛关注。
石墨烯的摩擦学特性主要表现在其超常的力学性能和极低的摩擦系数上。
石墨烯的力学性能卓越，其杨氏模量高达0 TPa，抗拉强度约为130 GPa，这使得石墨烯在承受压力时表现出极高的稳定性。
因此，在摩擦过程中，石墨烯可以作为有效的承载层，减少摩擦界面的磨损。
石墨烯具有极低的摩擦系数。
研究表明，石墨烯在多种材料表面上的摩擦系数都低于1，甚至在某些条件下可以达到超低摩擦状态。
这种低摩擦特性使得石墨烯在润滑材料领域具有巨大的应用潜力。
石墨烯还具有出色的热稳定性和化学稳定性，这使得它在高温、高湿、高腐蚀等恶劣环境下仍能保持稳定的摩擦性能。
因此，石墨烯不仅可以在常规条件下作为润滑材料使用，还可以在极端条件下发挥出色的润滑效果。
然而，尽管石墨烯具有诸多优点，但在摩擦学应用中也存在一些挑战。
例如，石墨烯的层间剪切强度较低，容易在摩擦过程中发生滑移，导致摩擦系数的波动。
摩擦学的进展和未来
摩擦学的进展和未来一、本文概述摩擦学，作为一门研究物体间接触表面相互作用及其产生的摩擦、磨损和润滑现象的学科，自其诞生以来就在工业、交通、能源、生物医学等众多领域发挥了至关重要的作用。
随着科技的不断进步，摩擦学的研究也日益深入，新的理论、技术和应用不断涌现。
本文旨在全面概述摩擦学领域的最新进展，并展望其未来发展方向。
我们将回顾摩擦学的发展历程，从最初的经典摩擦理论到现代的纳米摩擦学、生物摩擦学等新兴分支。
接着，我们将重点介绍摩擦学在材料科学、机械工程、航空航天、生物医学等领域的最新应用，如高性能涂层材料、纳米摩擦调控技术、智能润滑系统等。
我们还将讨论摩擦学在能源转换与存储、环境保护、可持续发展等全球性问题中的重要作用。
在展望未来部分，我们将分析摩擦学领域的发展趋势和挑战，如跨学科融合、技术创新与产业升级等。
我们还将探讨摩擦学在智能制造、新能源、生物医疗等领域的发展前景，以及其在推动社会进步和可持续发展中的潜力。
本文旨在全面梳理摩擦学的进展和未来，以期为该领域的研究者、工程师和决策者提供有益的参考和启示。
二、摩擦学的基础理论摩擦学，作为一门研究物体表面间相互作用和摩擦现象的科学，其基础理论涉及多个学科领域，包括物理学、化学、材料科学和力学等。
这些基础理论为摩擦学的发展提供了坚实的支撑，同时也为未来的探索提供了新的思路。
接触力学理论：接触力学是摩擦学的基础，主要研究物体表面的接触行为和接触应力分布。
该理论通过研究接触表面的形貌、材料属性和载荷等因素，揭示了接触界面上的应力分布规律，为摩擦学的研究提供了重要的理论基础。
弹塑性理论：弹塑性理论主要研究物体在受力作用下的变形行为，包括弹性变形和塑性变形。
该理论为摩擦学提供了关于材料表面在摩擦过程中变形和损伤机制的重要认识，有助于深入理解摩擦现象的本质。
摩擦热学：摩擦过程中，由于摩擦力的作用，物体表面会产生大量的热量。
摩擦热学主要研究摩擦过程中的热量产生、传递和消散等问题。
碳纤维增强树脂基摩擦材料的研究进展
随着汽车向安全舒适、绿色环保与高速重载等方向发展，对制动系统中的关键零部件刹车片提出了更严苛的性能要求；尤其在高温、高速工况时，要求摩擦材料保持良好的热稳定性、可靠性、耐久性以及舒适性。
因此，提高制动摩擦材料在高温下的摩擦磨损性能，是满足现代汽车工业对制动摩擦材料使用性能要求的关键]。
摩擦材料是多元复合材料，主要由有机粘结剂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料四大组分组成。
其中，增强纤维赋予制动摩擦材料优良的摩擦磨损性能和适宜的机械性能，可用于树脂基摩擦材料的增强纤维主要有PAN基碳纤维、芳纶纤维以及玻璃纤维等，其中PAN基碳纤维因具备众多优异性能而广泛使用于航空航天、军事装备、建筑、交通运输以及文体等领域。
PAN基碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维性能对比如表1所示，可看出PAN基碳纤维的拉伸强度与拉伸模量远超芳纶纤维和玻璃纤维。
PAN基碳纤维作为增强纤维以提高摩擦材料的性能，已成为新型摩擦材料的研究热点。
（重庆交通大学 机电与车辆工程学院，重庆 400074）摘 要：碳纤维作为一种高性能的增强纤维，在先进摩擦材料增强体中占据十分重要的地位。
基于此，综述了树脂基摩擦材料中碳纤维的表面处理方法、碳纤维以及碳纤维与其他纤维的协同效果对树脂基摩擦材料性能影响的研究，总结了碳纤维增强树脂基摩擦材料中存在的部分问题。
关键词：碳纤维 树脂基摩擦材料 摩擦磨损性能表1 PAN基碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维性能对比型号拉伸强度σ/GPa拉伸模量E/GPa断裂伸长δ/%密度ρ/（g/cm3）T800H 5.49294 2.0 1.81 T1000G 6.37294 2.2 1.80 Kevlar-29 2.8263.2 3.6 1.44 Kevlar-49 3.82126.6 2.4 1.44E玻璃纤维 2.3～2.678～82 2.5～4 2.59～2.63碳纤维是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理得到的微晶石墨材料，它的含碳量一般在93%以上。
摩擦学的进展与展望
摩擦学的进展与展望摩擦学是一门关于摩擦现象及其控制的学科，是材料领域中最重要的基础科学之一。
随着科学技术的不断发展，摩擦学研究也逐渐取得了新的进展和突破，本文将简述摩擦学的进展以及未来的展望。
一、摩擦学的进展1. 材料性能的改进随着材料科学的发展，工程界不断提出新的材料，任何材料都不能发展的独立于摩擦学的限制。
新型材料的发展为减小摩擦提供了一种途径，包括纳米材料，硅基材料等等。
2. 润滑技术的发展传统的润滑技术包括机械润滑、油润滑、气体润滑等。
而近年来润滑技术的应用也越来越广泛，从传统的机械润滑开始转向静电场润滑等新型技术，这些技术的应用有效地减小了摩擦现象，增加了机械设备的寿命。
3. 摩擦学理论的深化随着计算机技术和数值模拟技术的发展，摩擦学理论得到了很大的改进。
现代摩擦学理论已经逐渐从传统的摩擦现象说明向着深入探讨摩擦机制的方向发展。
同时新型摩擦学理论的提出可为材料科学提供新的支撑。
二、摩擦学的展望随着材料科学、计算机科学的快速发展，摩擦学在未来还有非常广阔的发展空间。
未来摩擦学的发展重点包括以下几个方面：1. 摩擦与磨损控制的理论和技术的发展随着工业的快速发展，摩擦机制和材料耐用性是极其关键的。
未来研究需着重探索摩擦与磨损强度之间的关系、摩擦机制的本质、新型润滑剂的研究等等。
2. 智能润滑技术的推广智能润滑技术将润滑技术与计算机技术相结合，开发出一种更加高效、自适应性更强的新型润滑系统。
未来摩擦学的应用将更加普及和广泛，发展出与工业现状高度契合的新型智能润滑技术。
3. 摩擦学与新材料的研究在现代工程技术和材料科学的高度发展下，新型材料的研究变得越来越重要。
未来的摩擦学还需要关注新型材料的摩擦特性、摩擦不稳定性等方面的应用研究。
尽管摩擦学已取得了长足的发展，但是未来摩擦学的发展研究充满了无限的可能性。
相信有天人们可以突破摩擦机制的局限，创造出更多的奇迹。
4. 微观结构与摩擦特性的研究随着纳米技术的不断发展，微观结构与摩擦特性之间的关系逐渐成为了一个热门领域。
摩擦学与表面工程技术的研究进展
摩擦学与表面工程技术的研究进展摩擦学是一门独立的学科，以摩擦、磨损、润滑和表面工程等为核心，涉及工程、材料、化学、物理等多个领域。
随着科技的发展，摩擦学与表面工程技术的研究也越来越受到重视，成为一门前沿性、实用性和交叉性的学科。
本文将结合近年来的研究成果，探讨摩擦学和表面工程技术的发展现状及未来发展趋势。
一、摩擦学的发展及应用摩擦学被定义为研究摩擦、磨损和润滑等三个方面的科学。
摩擦是指两个物体相对运动时发生的阻力，磨损是指夹在两个物体之间的杂质或异物引起的表面磨损，润滑是指通过介质在两个物体表面上形成的润滑膜，降低摩擦和磨损。
现代工业的发展，摩擦学的研究与应用已经不仅仅是单纯定量化和测量摩擦系数，而是涉及各种传动和运动系统的设计、磨损的控制和润滑的改进，对于保障工业生产和科学发展具有重要意义。
摩擦磨损是机械加工和设备运转中普遍存在的问题，影响着机械设备的使用寿命和性能。
如何减少摩擦、抗磨损和提高润滑是摩擦学研究的重要课题。
这些问题也成为了近年来摩擦学研究的热点和难点。
目前，在摩擦学方面，研究成果的应用范围极广，例如汽车行业中的摩擦材料、气体透平的润滑与密封、高速列车的降噪与减振等。
同时，很多领域的发展和研究，也得益于起源于摩擦学研究的专业技术。
比如飞机工程中的超短起飞和垂直起降技术，机器人设计中的优化系统运动控制和精度改进，以及医疗器械的精细化设计等都需要靠摩擦学。
二、表面工程技术的研究与发展表面工程技术可以被定义为对于材料表面的物理和化学性能进行改变或增强的处理过程。
表面工程技术通过对于材料表面的处理，可以改善材料的机械性能、耐腐蚀性、和分子交互的物理化学性质等，提高其整体性能，实现对于材料结构和性质等的调控。
表面工程技术应用非常广泛，可应用于航空、工业、建筑等多个领域。
传统的表面工程技术主要包括表面喷涂、气相沉积、表面改性、表面镀膜和激光表面处理等。
近年来，随着纳米技术和电子显微镜技术的发展，表面工程技术也呈现出了新的发展趋势。
湿式离合器用纸基摩擦片的研究进展
湿式离合器用纸基摩擦片的研究进展纸基摩擦片是一种多孔湿式摩擦材料，因其具有良好的摩擦特性而广泛应用于车辆及工程机械的自动变速器和制动器中。
简要介绍了纸基摩擦片的摩擦磨损机理，综述了近年来通过改进原料配方、制备工艺和油槽结构提高纸基摩擦片性能的进展，并对纸基摩擦片的发展趋势进行了展望。
标签：纸基摩擦片；多孔；摩擦磨损机理；摩擦性能纸基摩擦材料出现于上世纪50年代末，至今经历了由早期的纤维素增强纸基，石棉增强纸基和高品质纸基摩擦材料的3代发展[1]。
该种材料已广泛应用于汽车、船舶、工程机械、矿山机械等领域的离合器、制动器中。
随着纸基摩擦片的应用从轻载车辆向重载车辆过渡，对纸基摩擦片性能的要求也有所提高。
GB/T 21955—2008《农林拖拉机和机械纸基摩擦片技术条件》对纸基摩擦片的摩擦性能作出了严格规定，要求动摩擦系数0.11～0.14，静摩擦系数0.12～0.17，磨损率小于5×10-8 cm3/J。
GB/T 13826—2008《湿式（非金属类）摩擦材料》规定：用于汽车、拖拉机和工程机械的纸基摩擦片的动摩擦系数0.15～0.19，静摩擦系数大于0.15，磨损率小于6×10-5 cm3/J，密度0.6～3.0 g/cm3，孔隙率25%～50%。
为了提高纸基摩擦材料的性能，保证机械的工作效率，研究者对纸基摩擦材料的摩擦机理进行了大量研究。
主要是通过原料配方、制备工艺和沟槽结构的改进来提高纸基摩擦片的摩擦磨损性能和力学性能。
1 摩擦磨损机理研究在车辆的自动变速装置中，纸基摩擦材料通过与对偶片的相互作用而达到能量传输的目的。
根据接合压力的不同，可以将纸基摩擦材料与对偶片的接合过程分为3个阶段：挤压段、混合表面接触段及压紧接触段。
随着纸基摩擦材料和对偶盘之间的润滑油被逐渐挤压出接触面，润滑状态由流体润滑过渡到混合接触润滑，最后形成边界润滑。
实际接触面积和润滑状态是影响纸基摩擦材料性能的重要因素。
耐高温改性酚醛树脂基复合摩擦材料研究进展
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｂ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｌ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ （ Ｐ Ｆ ） ｍａ ｔ ｒ ｉ ｘ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ’ ｐ ｏ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
６
期
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程
塑
料
应
用
Ｖｏ １ ． ４ ２． ＮＯ ． １ Ｊ ａ ｎ ．２ ０ １ ４
Ｅ ＮＧＩ ＮＥＥ ＲＩ ＮＧ Ｐ ＬＡＳＴＩ ＣＳ ＡＰ Ｐ ＬＩ ＣＡ ＴＩ ＯＮ
ｄ ｏ ｉ ： ｌ Ｏ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ３ ５ ３ ９ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ２ ５
方法 ］ 。 Ｍ． Ｗ． Ｓ ｈ ｉ ｎ等 ［ １ 通 过对 比研究 了纯 Ｐ Ｆ 、 硼一 磷改性 Ｐ Ｆ 和 聚 酰 亚 胺改 性 Ｐ Ｆ的摩 擦 磨损 性 能 。实 验 表 明 ， 纯Ｐ Ｆ、
定 的摩擦 系数和 良好 的耐磨损性能 ， 同时具有一定 的耐热性 和力 学强度 ， 能满足 车辆或机 械传动 与制动 的性 能要求 】 。 因此 ， 它被广泛应用于军工 、 工程机械 、 汽车 以及家 电设备等 领域 ， 是用于动力传递或制动减速不可缺少 的材料 。
耐高温改性酚醛树脂基复合摩擦材料研究进展
黄俊钦 ， 林有希
ｆ 福州大学机械工程及 自动化学院 ， 福州 ３ ５ ０ １ ０ ８ ）
摘要 ： 针对酚醛树 脂 （ Ｐ Ｆ ） 基复合摩擦材料存 在抗 热衰退性及 恢复性较差 、 耐久性不足等 缺陷 ， 从Ｐ Ｆ基体 改性 、 增 强体 、 填料及摩擦 性能调节剂２ － ＋Ａ － ￣， 综述 了国 内外近年来耐 高温 改性 Ｐ Ｆ基复合摩擦材料 的研 究进展 ， 并分析
国外摩擦材料产品及研究进展
300k m / h以上时速的高铁刹车领域 仍然需要向国外进口大量的粉末冶 金刹车材料。
国外学者进行了大量的研究，印 度学者P r a b h u采用粉末冶金技术制 备了氮化硼、石墨和二硫化钼 3种不 同 类 型 的 固 体 润 滑 剂 复 合 材 料，对 复合材料在一系列制动载荷和滑动 速度下的磨损和摩擦行为进行了评 估，结 果 发 现 含 有 二 硫 化 钼 的 复 合 材 料 具 有 最 高 密 度、最 高 硬 度、致 密 化 及 最 低 的 表 面 粗 糙 度 等 特 点，石 墨增强复合材料在低速下具有较好 的制动性能，而添加了氮化硼和二硫 化钼的复合材料在高速下具有更好 的 制 动 性 能[1]。意 大 利 特 伦 托 大 学 J a y a s h r e e等人采用销盘试验研究 了铜基金属基复合材料在 3种不同 马氏体钢上干滑动的摩擦磨损行 为，发 现 摩 擦 副 的 材 质 不 同，其 摩 擦 磨 损 性 能 也 具 有 较 大 不 同，并 说 明了选择合适的钢配合端面对优化 铜基金属基复合材料的摩擦系统 具 有 重 要 意 义 [2]。西 班 牙 纳 瓦 拉 大 学 P e r e z等人以青铜为基底，石墨、固体
的制动领域，主要产品有刹车盘和刹 业不仅生产高性能的刹车盘、刹车片
车片等。
等 制 动 部 件，也 研 发、生 产 和 销 售 与
2.1 飞机刹车盘领域
普 通 汽 车、电 车、高 级 车 等 运 动 机 械
当今国际飞机刹车材料市场主 设备有关的部件和智能系统，业务涉
要由欧美国家占据主导地位，尤其是 及到汽车行业的方方面面。
⑤其他复合摩擦材料。英国利兹 大学研究表明，添加 10%～25%（质量 分数）粘土的摩擦复合材料其抗拉强 度、硬 度 和 耐 磨 性 均 有 提 高，粘 土 添 加量为 15%～25%（质量分数）的摩擦 复合材料的摩擦磨损性能与传统半 金属刹车片相近[15]。苏莱曼德米雷尔
水润滑条件下制动材料摩擦学性能研究进展
程 度之后 ，系数增长减缓 。摩擦材料 的摩擦 因数会随 着 水泡时间 的增加 而增大 ，并在水 泡一 定时问后趋于 稳定 。水分子 的渗入 ，减 弱了酚醛树脂分子间 的作用 力 ，使增强纤维更 易拔 出并生成硬质点 ，在摩擦界面 不易生成稳 定的摩擦层 ，导致摩擦 因数增大 。实验表 明 ，该材料 的磨损率和摩擦 因数 与水泡 时间的关系是 相似 的 。水渗人材料孔隙并通过静压作 用破 坏摩擦材 料的转移膜 ，加速磨损 。
改善 了材料 的冲击强度。此外 ，材料的线性热膨胀系 数也 随水 泡时间的增加而增大 ，水泡 时间增 长到一定
此 ，摩 擦因数逐渐降低 。但也 因载荷高 ，摩擦表 面所
受磨 粒 磨 损 、犁 削 磨 损 等 加 重 ，试 样 体 积 磨 损 量
增加 。
Ｅ－ａｅ １ ｙｂ等 。 也研究 了水喷雾 对刹 车片 材料 的 Ｔ 摩擦磨损性能影响 。实验采用 自制纤维增强树 脂基摩
高速发展 的汽车工业 已成为我 国经济发展 中的一
个最具潜力和活力 的支柱产业 ，同时 ，随着汽车拥有
动的安全 性。从 小样试 验到台架试 验再到道路使用试 验 ，越来 越多的试 验方法 用于检 验制 动材料 的性 能 。 另一 方 面 ，还 制 定 了 一 系 列 的试 验 规 范 ，如 美 国 Ｓ Ｅ６ １ Ａ Ｊ６ 规定 的 Ｃ Ａ Ｅ试 验 规范及 在 其测试 结 果基 Ｈ Ｓ 础 上制定 的 Ｓ Ｅ８ ６ （ Ａ Ｊ６ Ａ 汽车制 动衬 垫和刹 车块 摩擦
材料 在 水 润滑 条 件 下 的摩 擦 性能 及 相关 研 究 的 现状 ，对 比干 、湿 ２种 条件 下 的摩 擦 机 制 ，表 明水作 为一 种冷 却 介 质 和 润
滑介质 ，对摩擦材料性能产生了复杂的影响。提出水润滑条件下摩擦材料的研究方向。
摩擦学的研究进展与应用
摩擦学的研究进展与应用摩擦学，顾名思义，是指研究物体相对运动过程中摩擦现象的科学领域。
作为一门交叉学科，摩擦学涵盖了材料科学、机械工程、物理学等多个学科，具有广泛的研究领域和应用前景。
在工业生产和科技创新中，摩擦学的研究和应用已经发挥了重要的作用。
一、摩擦学的研究进展近年来，摩擦学的研究进展主要体现在以下几个方面：1.微观结构分析摩擦过程中，物体之间的接触面发生变化，直接影响到摩擦力的大小和方向。
因此，微观结构分析成为了研究摩擦的重要方向。
近年来，随着原子力显微镜、扫描电镜等成像技术的发展，科学家们开始研究材料表面的微观结构和化学成分，以深入探究摩擦现象的本质。
2.新材料研发材料的摩擦特性会直接影响到机械系统的运行效率和寿命。
因此，新材料的研发是摩擦学研究的重点之一。
目前，科学家们正在研发一些摩擦系数低、耐磨性好的材料，如纳米多孔材料、纤维素基材料等，而这些新材料的研发也将为未来的机械系统和工业生产带来新的突破。
3.智能化设计为了有效降低机械系统的摩擦损失，人们开始尝试利用智能化设计技术来优化摩擦部件的结构和工作方式。
例如，通过微电机和传感器的结合，可以精确控制机械部件的运动状态，从而实现节能减排和延长机械寿命的效果。
二、摩擦学的应用摩擦学的研究成果主要应用于以下几个领域：1.航天器设计摩擦学是航天器设计中不可缺少的一部分。
在卫星和火箭的发射、运行和着陆过程中，摩擦力和热量的影响都将直接影响到卫星的运行效率和寿命。
因此，航天器的轨迹控制和气动热力学参数分析等都需要摩擦学的支持。
2.汽车工业在汽车工业中，摩擦学的应用主要体现在发动机和变速箱等关键部件的设计和制造中。
通过对发动机和变速箱的摩擦特性的研究和优化，可以提高汽车的运行效率和节省燃油。
3.机械加工在机械加工中，摩擦学也发挥着重要的作用。
通过研究和优化切削和磨削等工艺的摩擦特性，可以改善加工过程中的加工精度和工件表面质量。
4.生物医学生物医学领域中，摩擦学主要应用于人工关节等医疗器械的设计和制造。
汽车离合器用铜基金属陶瓷摩擦材料的研究进展
—21— 新材料新装饰XINCAILIAOXINZHUANGSHI 2014年4期 汽车离合器用铜基金属陶瓷摩擦材料的研究进展冯超 徐吉波 魏子良 王琦 胡欢（湖北汽车工业学院 材料科学与工程学院 十堰湖北 442002）摘要：金属陶瓷摩擦材料具有吸能效率高、导热性好、摩擦系数高、耐高温、耐磨等特点，可用 于重型车、矿区用车、工程作业车、沙漠车等重载荷车辆以代替不抗热的有机摩擦片。
本文综述了铜基金属陶瓷摩擦材料的发展现状，展望了铜基金属陶瓷摩擦材料的发展前景。
关键词：金属陶瓷；铜基摩擦材料；研究进展1前言 汽车离合器靠摩擦来传递动力。
当汽车行驶时，离合器的主动部件和从动盘相互压紧而一起旋转，但在起步、换档过程中，主、从动件之间相对摩擦，从动盘摩擦片发热并发生磨损。
离合器的使用寿命主要取决于其从动盘摩擦片的耐磨性。
通常汽车离合器从动盘摩擦片采用树脂基石棉材料做成。
在160℃以上树脂片自身及其对偶件的磨损量都急剧增大，而金属陶瓷片在250℃以上仍保持很好的耐磨性，其对偶的磨损也很小。
另一方面，金属陶瓷摩擦材料对铸铁的摩擦系数要比树脂石棉片对铸铁的摩擦系数高一些，因此用金属陶瓷摩擦片的离合器在同一夹紧载荷下，能比采用树脂片的离合器提供更大的摩擦力矩，亦即在保证相同的扭矩容量下所用的夹紧载荷减小，从而使离合器接合更柔和，在相同夹紧力下扭矩得到提高[1，2]。
2 铜基金属陶瓷摩擦材料的应用从20世纪50年代起，国外就在拖拉机、工程机械及载货汽车上开始使用金属陶瓷磨擦材料作为离合从动盘的磨擦面片。
由于金属陶瓷磨擦面片的磨擦系数高于有机石棉片，采用金属陶瓷磨擦面片的离合器与采用石棉片的离合器相比，在同一夹紧载荷下可提供更大的磨擦力矩，即离合器扭矩容量较大；而在同样大小的扭矩容量下，所用夹紧载荷较小，使离合器接合更平稳、柔和。
此外，金属陶瓷材料比有机材料更耐高温，对于起步换挡频繁、离合器工作温度较高的汽车来说，用金属陶瓷材料更耐磨。
摩擦材料的制备与性能研究
摩擦材料的制备与性能研究摩擦材料是一种特殊的材料，其研制目的是为了在摩擦运动中发挥优异的性能。
因此，摩擦材料的制备和性能研究是摩擦学领域中的重要研究课题。
本文将为大家介绍摩擦材料的制备方法和性能研究进展。
一、摩擦材料的制备方法1.化学制备法化学制备法是一种常见的摩擦材料制备方法。
该方法的核心原理是根据材料成分和性能要求，在溶液中加入一定的化学试剂，通过反应生成特定的化学物质，制备摩擦材料。
例如，针对特定的炭素纤维聚酰亚胺复合材料，化学制备法可以通过调节反应物浓度、反应温度、反应时间等参数，控制反应过程中复合材料表面的化学成分，从而改善材料的摩擦和磨损性能。
2.物理制备法物理制备法是一种常用的摩擦材料制备方法。
该方法的主要原理是利用各种物理手段，如机械磨削、沉积、薄膜制备等技术，来改变摩擦材料的物理特性和形态结构，从而改善材料的摩擦和磨损性能。
例如，利用黑磷纳米片的高比表面积和较低垂直间隙厚度，可通过机械磨削、热处理等物理制备手段，制备出具有优异摩擦特性的黑磷基摩擦材料。
3.纳米材料制备法纳米材料制备法是一种以纳米技术为基础的摩擦材料制备方法。
该方法是利用纳米材料的高比表面积、尺寸效应等特性，来改变材料的的物理、化学、电学等性能，从而提高其摩擦和磨损性能。
例如，将纳米氧化铝粉末加入到聚乙烯树脂中，用溶液制备成复合材料，可制备出优异的摩擦和磨损性能的摩擦材料。
二、摩擦材料的性能研究进展1.摩擦学性能指标研究摩擦学性能指标是指用来评估摩擦材料性能的一组指标。
在实践应用中，摩擦学性能指标是非常重要的，因为它们直接关系到摩擦材料的使用寿命和效率。
目前，研究人员已经发现了一些新的摩擦学性能指标，比如摩擦轨迹形状、摩擦力矩振荡平衡点、摩擦因数稳定性等，这些指标将对摩擦材料的性能研究产生积极意义。
2.摩擦材料表面改性研究摩擦材料表面改性研究是一种常见的摩擦性能研究方法。
与传统的摩擦材料表面改性方法不同，目前研究人员正在开发使用一些新型的表面改性技术，如等离子体改性技术、激光改性技术等，来改善材料的摩擦性能。
微观摩擦学研究进展
微观摩擦学研究进展微观摩擦学是研究微观界面接触、滑动和擦拭现象的一门学科。
在材料工程、机械工程、生物学等领域中有着广泛的应用。
本文将介绍近年来微观摩擦学研究的进展。
首先，随着纳米科技的发展，研究人员开始关注纳米级摩擦学现象。
研究表明，与宏观世界相比，纳米级摩擦表现出更为复杂的现象，如摩擦系数的非线性变化、胶着现象等。
因此，研究纳米级摩擦机制成为当前微观摩擦学的热点。
其次，研究人员开始尝试结合理论研究和实验验证，以解释微观摩擦的本质。
理论模型能够描述接触面的几何形状、摩擦系数的大小、摩擦面的物理化学性质等因素对摩擦现象的影响。
实验验证则能够验证理论模型的正确性。
另外，研究人员也关注到运动速度对摩擦系数的影响。
实验研究表明，低速下摩擦系数较小，高速下则呈现出非线性增长趋势。
理论上，这是由于在低速下，摩擦界面的接触处存在更多的接触点，导致相对滑动难度较小，从而摩擦系数较小。
而在高速下，摩擦界面接触点的数量减少，接触点发生相对滑动所需的能耗增加，导致摩擦系数呈现非线性增长。
最后，研究人员还在探索微观摩擦在生物学中的应用。
研究发现，细胞间的机械摩擦是维持正常的细胞功能和生存所必需的。
而研究细胞内部和细胞外部的摩擦系数、生物分子和细胞间的接触力等生物摩擦学现象也成为了研究的一个重点。
综上所述，微观摩擦学是一个不断发展的学科，它的研究不仅能够深化人们对表面摩擦现象的理解，而且能够为材料界、生物界等其他学科提供有益的研究思路和方法。
除了以上提到的研究方向，微观摩擦学还涉及到材料表面的改性、表面纳米结构的制备等方面。
例如，通过表面微结构的控制，可以实现表面自清洁、抗菌、防伪等性能的提升。
这些应用不仅有助于提高材料的性能，还具有广阔的市场前景。
微观摩擦学的应用不仅局限于材料与工程领域，在生物学领域也有重要应用。
研究表明，细胞的内部结构是由微管、微丝等组成的，它们之间的摩擦力对于细胞的形态、机能等方面有着重要的影响。
汽车制动用摩擦材料的研究状况
汽车制动用摩擦材料的研究状况摩擦材料是汽车制动中不可或缺的重要材料。
随着社会科技的发展和人们对交通安全的要求提高，对摩擦材料的研究也日益深入。
本文就汽车制动用摩擦材料的研究状况进行详细介绍。
一、摩擦材料的种类和特点目前常用的摩擦材料主要有有机材料、无机材料和复合材料。
其中，有机材料主要是指含有碳、氢、氧等元素的高分子材料，如非金属有机制动摩擦材料（NAO）、有机金属摩擦材料（Semi-Metal）和有机陶瓷复合摩擦材料（SCC），这些材料具有摩擦系数小、耐磨性好、噪音低、温度适中等特点。
无机材料主要是指无机非金属材料，如石墨、铜纤维、钢纤维等，这些材料具有摩擦系数高、耐高温、寿命长等特点。
复合材料主要是将两种以上的材料进行热压、混合等方法制得的摩擦材料，如金属基增强聚合物（MMC）、碳纤维增强陶瓷（CFC）等，这些材料具有强度高、摩擦系数稳定等特点。
二、摩擦材料的研究方向1. 研究摩擦材料的结构结构是影响摩擦材料性能的重要因素，目前研究者主要关注的结构因素包括摩擦材料组分、制备工艺、微观结构以及表面形态等。
这些因素对材料的摩擦性能、耐磨性、抗氧化性、寿命等具有很大的影响，因此研究摩擦材料的结构是提高材料性能的重要途径。
2. 研究摩擦材料的摩擦性能摩擦材料的摩擦性能是制动系统的重要指标之一，直接影响着车辆的制动性能、稳定性和安全性。
目前研究者主要关注的摩擦性能指标包括：摩擦系数、湿滑性能、温度适应性、刹车噪音等。
研究摩擦材料的摩擦性能，可以为制动系统的改进提供技术支撑。
3. 研究摩擦材料的磨损机理摩擦材料的磨损机理将直接影响着其在实际使用中的耐久性和寿命。
目前研究者主要关注的磨损机理包括机械磨损、化学磨损和热磨损等。
研究摩擦材料的磨损机理，可以为材料选择、制备工艺的优化提供科学依据。
三、摩擦材料的应用现状目前在汽车制动领域中，有机摩擦材料的应用量最大。
多数车型采用NAO摩擦材料，这种材料的主要优点在于噪音小、摩擦系数稳定、对汽车碟磨损较小。
摩擦学与表面工程的研究进展
摩擦学与表面工程的研究进展近年来，摩擦学和表面工程一直是热门的研究领域。
摩擦学和表面工程的研究对于提高材料的抗磨性、减少材料的摩擦系数以及改善材料表面的反射率等方面具有很大的意义。
本文将探讨摩擦学和表面工程的研究进展。
一、摩擦学的研究进展摩擦学作为一门交叉学科，涉及材料科学、机械工程学、化学、物理等学科，针对摩擦与磨损现象进行研究。
当前，摩擦学的研究重点主要集中在以下几个方面：1. 摩擦学机理研究随着新材料的不断涌现，一些材料的摩擦学机理并不十分清楚。
因此，摩擦学研究者们一直在探究各种材料的摩擦学机理。
例如，对于复杂制造材料的摩擦学研究，研究人员首先需要了解该材料的结构特征，以确定摩擦起因，并寻找有效的摩擦降低方法。
2. 摩擦学在生物医学中的应用研究摩擦学在生物医学中具有广泛的应用前景。
如何降低人体植入物与人体组织之间的摩擦和磨损，提高其使用寿命，是摩擦学在生物医学中研究的重点。
另外，利用微机电系统等技术，可以研究组织细胞移动等现象，并应用于神经细胞的定向生长等方面的研究。
3. 摩擦学在能源领域中的研究摩擦学在能源领域中也具有广泛的应用。
例如，汽车发动机、风力涡轮机等设备的摩擦学研究，可以帮助优化设备的性能，提高能源利用效率。
此外，基于微纳尺度的表面结构研究，可以提高锂离子电池的充电速度和循环寿命。
二、表面工程的研究进展表面工程是比较新的交叉学科，其应用领域与摩擦学相似，也是注重材料表面结构的调控和研究。
当前，表面工程的研究重点主要集中在以下几个方面：1. 表面工程的材料特性研究对于不同材料表面的特性研究，是表面工程研究的基础。
例如，基于光学原理的表面光谱学研究，在显示器、LED等领域具有非常广泛的应用。
此外，表面电化学性质研究、表面微纳制造和表面涂覆等方面的研究，也是表面工程研究的热点。
2. 表面工程在生物医学中的应用研究表面工程在生物医学中的应用主要涉及到植入材料、医疗器械表面等方面。
例如，纳米表面结构研究可以帮助控制细胞生长和细胞分化方向，从而用于控制组织生长和重建。
浅谈刹车片摩擦材料的研究进展
浅谈刹车片摩擦材料的研究进展本文阐述了刹车片摩擦材料的研究进展。
标签：刹车片;摩擦刹车片也叫刹车皮。
在汽车的刹车系统中，刹车片是最关键的安全零件，所有刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用。
刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车碟（鼓）及轮胎与地面的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦後的热能，将车子停下来。
一套良好有效率的刹车系统必须能提供稳定、足够、可控制的刹车力，并且具有良好的液压传递及散热能力，以确保驾驶人从刹车踏板所施的力能充分有效的传到总泵及各分泵，及避免高热所导致的液压失效及刹车衰退。
刹车片（brake lining）一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成，钢板要经过涂装来防锈，涂装过程用SMT-4炉温跟踪仪来检测涂装过程的溫度分布来保证质量。
其中隔热层是由不传热的材料组成，目的是隔热。
摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成，刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。
由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快。
刹车片主要分以下几类：石棉刹车片（基本淘汰）、半金属刹车片、少金属刹车片、NAO配方刹车片、陶瓷刹车片、NAO陶瓷刹车片1.石棉刹车片石棉刹车片是刹车片中的一种，由于其成本低、重量轻，很多车企在生产货车、工程车之类的商用车时，仍在使用含石棉刹车片。
根据研究，石棉刹车片磨损产生的微颗粒，与车辆尾气、不合格餐厅排烟、工业燃煤等污染源一起并列为PM2.5的六大元凶。
事实上，发达国家早就改用有机复合材料。
由于国际上许多国家已经禁止使用石棉制品，我国刹车片出口受到了严重阻碍。
2.半金属刹车片主要用铁粉和粗糙钢丝绒作为摩擦纤维，导热性能更好，刹车更有力，高温下也不会出现刹车失灵现象。
缺点是刹车舒适度不够，对盘及卡钳的磨损较大，刹车会产生较大噪音，达到一定高温时刹车效果会减弱。
3.少金属刹车片少金属刹车片刹车效果较半金属更好，不易发响，不伤盘;缺点是不耐磨。
车用摩擦材料的摩擦学研究进展
车用摩擦材料的摩擦学研究进展随着汽车行业的快速发展，对于车用摩擦材料的需求正在日益增加。
摩擦学理论的不断深入研究和应用，也对车用摩擦材料的开发和改进提出更高的要求。
本文将对车用摩擦材料的摩擦学研究进展进行探讨。
摩擦学是研究物体相互接触并运动时产生的摩擦力和磨损的科学。
在汽车工业中，摩擦学的应用范围很广。
车用摩擦材料是指在把车轮转动转化为车辆加速、制动、悬挂系统等一系列制动动力等方面发挥作用的材料。
车用摩擦材料的主要特点是需要具有高温稳定性、高摩擦系数、低磨损率等性能。
早期的车用摩擦材料主要是石棉、铜合金等材料。
然而，由于石棉是一种有害物质，对人体健康有一定影响，因此石棉已经逐步被禁止使用。
为了寻找更环保、更高效的摩擦材料，研究人员开始转向聚合物材料的研究。
如今，车用摩擦材料的研究已经进入了一个新的阶段，主要集中在以下几个方面：1.新型摩擦材料的研究：目前，研究人员正在开发各种新型摩擦材料，如高分子材料、复合材料、纳米材料等。
这些新型材料不仅环保，而且具有高温稳定性、高摩擦系数和低磨损率等优良性能。
2.摩擦学理论的研究：随着对摩擦现象和磨损机理的深入研究，人们对摩擦学理论的理解更加精确。
新的理论和模型不仅可以更准确地预测摩擦学性能，而且可以用于指导新型材料的开发和改进。
3.表征方法的研究：为了得到更准确的摩擦学性能数据，研究人员正在研究新的表征方法。
例如，使用纳米压痕技术可以在微观尺度上测量材料的硬度、弹性模量等物理性质，从而更准确地预测材料的摩擦学性能。
4.智能材料的研发：智能材料是一种能够对外界环境作出响应的材料。
在车用摩擦材料中，研究人员正在探索利用智能材料以控制摩擦学性能的方法。
例如，可以通过改变智能材料的温度或电场来控制材料的摩擦系数，从而实现更加灵活的控制。
总之，车用摩擦材料的研究已经取得了一定的进展，但是仍然存在许多挑战。
未来的研究应该聚焦于开发新型材料、完善摩擦学理论和表征方法、研发智能材料等方面，以满足汽车工业不断变化的需求。
新型摩擦学材料的设计与应用
新型摩擦学材料的设计与应用摩擦学是材料科学的一个重要分支，研究的是相对运动物体表面之间的接触力和摩擦力。
在日常生活中，我们经常会遇到机器设备的噪声、能耗、损耗等问题，而这些问题往往与材料的表面摩擦特性密切相关。
因此，如何设计出具有优良摩擦特性的材料，一直是科学家们努力探索的方向。
近年来，随着材料科学技术的发展和进步，新型摩擦学材料的设计和应用也日益成为研究的热点。
本篇文章将从材料特性、设计方法以及应用方面介绍新型摩擦学材料的最新研究进展。
一、材料特性新型摩擦学材料需要具备以下特性：1. 优良的摩擦特性优良的摩擦特性是新型摩擦学材料的核心特性。
它表现为具有低摩擦系数、大承载能力、高耐磨性等特性，这些特性都可以提高材料的使用寿命和性能。
2. 超疏水性或超亲水性材料表面的疏水性或亲水性也是摩擦特性的重要指标。
对于机械设备来说，具有超疏水性的表面可以减少液体的黏附和粘滞，从而降低因摩擦产生的能耗和噪声；而超亲水性的表面则可以增强材料与液体的接触性，从而提高气体或液体的传输效率。
3. 高温、高压、强腐蚀环境下的稳定性随着技术的不断发展，越来越多的机械设备在高温、高压、强腐蚀的环境下运作。
因此，新型摩擦学材料必须能够在这些苛刻的环境中保持稳定性。
二、设计方法目前，设计新型摩擦学材料主要有以下几种方法：1. 表面改性法表面改性法是一种常见的设计新型摩擦学材料的方法。
该方法通过对材料表面进行化学或物理变性，改变表面的化学组成、形貌和结构，从而使材料表面具有优良的摩擦特性。
例如，可以通过在材料表面引入纳米结构、化学修饰、有机硅改性等方法，使摩擦系数降低，耐磨性增强。
2. 颗粒填充法颗粒填充法是一种将颗粒填充到材料中来改善摩擦特性的方法。
这些颗粒可以是传统的摩擦材料，也可以是新型纳米材料。
颗粒填充可以提高材料的承载能力、抗磨损性能以及抗冲击性能。
但是，颗粒填充也会影响材料的力学性能和耐久性。
3. 复合材料法复合材料法是一种将两种或两种以上的材料混合制备成一种新材料的方法。