自超润滑是一种备受期待的现象,即某些固体对在没有润滑剂的情况下接触时,磨损为零,静摩擦和摩擦系数 (CoF) 几乎为零。我们首次在实验中观察到了微尺度单晶石墨薄片与纳米级粗糙金基底接触时的自超润滑现象,当施加的法向压力超过临界阈值时,即可实现这种现象。理论分析表明,基底粗糙度会阻碍低压下的完全接触,但增加压力会引发向完全接触的转变,从而实现自超润滑。我们为这种临界压力建立了一个无量纲标准,并通过观察石墨和原子级光滑蓝宝石基底之间的自超润滑性进一步验证了这一点,而无需额外的压力。这一突破为下一代微系统(如微/纳米级发电机、电机、振荡器、传感器等)引入了一种变革性原理,可在 6G 通信、人形机器人和无人机等应用中降低功耗并延长使用寿命。
单点渐进成形(SPIF)过程中的摩擦是影响工件表面质量和成形性能的主要因素。为了研究工艺参数对SPIF中摩擦的影响,根据SPIF成形原理和成形过程中摩擦的特点,以成形工具与金属板料的接触面积为分析对象,解析表达考虑摩擦条件下的受力状态,给出成形力与摩擦系数之间的关联表达式。在此基础上,通过实验测力计算得到不同工艺参数下的摩擦系数值,并通过有限元模拟验证所获摩擦系数的准确性和有效性。最后,采用表面响应法分析了成形参数对摩擦系数的影响及摩擦系数的预测模型。研究结果表明:刀具直径或主轴转速的增加有助于减小接触面间的摩擦系数,而分层进给量、进给速度或成形角的增加均使摩擦系数有不同程度的增大。研究结果可为提高零件表面质量和成形性能提供理论和技术参考。
我们研究的重点是由丙二醇、水和分散在其中的石墨烯纳米粉末组成的纳米流体。纳米流体是通过将丙二醇和水以 100:0、75:25 和 50:50 的比例混合而制成的。本实验中使用的基本流体是丙二醇和水。石墨烯分别以 0.25 和 0.5 的百分比分散在这三种不同的基础流体中。这项工作的主要目标是探索纳米流体的摩擦学行为。使用销盘装置观察了这种行为,并研究了负载对磨损、摩擦系数和摩擦力的影响。测试的重量范围为 1 至 3 公斤。结果表明,随着负载的增加,大多数测试样品的磨损量、摩擦系数和摩擦力都会降低。然而,某些样品的磨损量和摩擦系数(包括摩擦力)有所增加。
滑动表面之间的摩擦和磨损可能会导致工业应用中的各种问题,例如成本增加,机器寿命降低,功能丧失,能源损失和系统效率降低。为了减轻这些问题,通常使用润滑剂和涂料。本研究旨在使用阻塞 - 环磨损试验研究涂料和润滑对摩擦系数,磨损体积损失和润滑温度的影响。评估了不同涂层(未涂层,DLC,CRN和TiALN)和润滑剂(抗跨氧化石墨烯氧化石化添加剂和强纳米发动机油添加剂)的有效性。在不同的载荷(6-60 N),速度(1450 rpm),润滑剂体积(40毫升)和持续时间(2-20分钟)下进行阻滞测试。使用内联载荷电池测量摩擦系数,通过称重实验前后的块确定磨损体积损失,并使用热电偶对润滑剂温度进行监测。结果表明,摩擦系数随着载荷的增加而降低,而润滑剂温度升高。涂层块与未涂层的块相比表现出较低的磨损量损失。总体而言,CRN涂层块和抗旋转石墨烯氧化物添加剂的组合表现出最佳的摩擦学性能。
[°C] Lanco™ TF 1778 C PTFE 改性聚乙烯蜡 ≤ 6 102 Lanco™ 2510 SF 无机改性聚烯烃蜡 ≤ 6 105 Lanco™ 2520 SF 无机改性聚烯烃蜡 ≤ 6 105 Lanco™ 2540 SF 改性聚烯烃蜡 ≤ 6 128 Lubrizol 测试产品 改性聚烯烃蜡 ≤ 9 144 技术性能 使用含 PTFE 和不含 PTFE* 表面改性剂,在黑色聚酯/HAA 体系中比较了耐刮擦性、光泽度和摩擦系数 (COF)。进行了不同的划痕测试。图 1 显示了含 PTFE 的商业基准 (Lanco™ TF 1778 C) 与不含任何蜡的配方相比的优势。不含 PTFE* 的添加剂对光泽度的影响较小,显著降低摩擦系数 (COF),并提供与 PTFE 相当的出色表面保护性能,如图表 2 所示。黑色聚酯/HAA 配方:
A c 横截面积,[ m 2 ] A s , A h 总传热面积,[ m 2 ] β 表面密度,[ m 2 /m 3 ] 或整体压力梯度,[ Pa/m ] C p 恒压比热,[ J/ ( kgK )] Co 库仑数 d h 水力直径,[ m ] δ 翅片厚度,[ m ] ϵ 热交换器效率或湍流耗散,[ s ] 或翅片间距比 f c 核心摩擦系数 f 扇形 扇形摩擦系数 f 频率,[ Hz ] 或 Forschheimer 摩擦系数 G 质量流速,˙ m/A c , [ kg/ ( m 2 s )] γ 波纹间距比 h 对流膜系数 [ W/ ( m 2 K )] h f 压力损失,[ m ] η 0 , η f二次传热表面的有效性 j 科尔本系数 K c 入口损失系数 K e 出口损失系数 k 湍流动能,[ J/kg ] 或材料的热导率,[ W/ ( mK )] L , l 长度或翅片长度,[ m ] LMTD 对数平均温差,[ K ] M 马赫数 ˙ m 质量流量,[ kg/s ] µ 动态粘度,[ Pa · s ] N st 斯坦顿数 Nu 努塞尔特数 ν 运动粘度,[ m 2 /s ] P 周长,[ m ] 或流体压力,[ Pa ] Pr 普朗特数 Re 雷诺数 ρ 密度,[ kg/m 3 ] Q 或 ˙ Q 传递的热量,[ W ] Q 平衡 热交换器流之间的热平衡 Q 热 热交换器热侧发出的热量,[ W ] Q 冷热交换器的冷侧,[ W ] φ 流动面积与面面积之比或标准偏差 T 温度,[ K ] U 总传热系数 [ W/ ( m 2 K
摘要 如今,对笔记本电脑、手机等许多电子设备的需求量很大。由于持续运行,此类电子元件产生的热量增加。尽管微型冰箱、微电子、微型热管扩散器、燃料处理生物医学和航空航天会产生热量,但实施微通道可能是一个很好的解决方案。因此,已经进行了几项研究,通过使用微通道散热来提高此类持续运行的电子设备的性能。在本研究中,对水力直径为 253 µm、长度为 63 mm 的圆形微通道进行了实验和数值研究,在恒定壁温条件下,将微通道浸入恒温油中,水被迫通过总共 5 个微通道。对各种流速进行的实验表明,对于所考虑的流速,微通道对传热速率有显著影响。通过 COMSOL 5.1 软件获得的数值结果与实验结果吻合良好。观察到,传热系数随雷诺数增加而增大,而摩擦系数随雷诺数减小。根据数值和实验结果,建议采用摩擦系数和努塞尔特数的经验关联来合理估计微通道中的传热。
*通讯作者摘要。提出了石墨摩擦模型。在此模型中,摩擦过程被描述为表面层弹性变形的过程。此外,包含3-5个原子单层的纳米层,根据Griffiths方案的弹性和迅速崩溃,形成像固体润滑剂这样的层。接下来,中层进入摩擦过程。如果石墨的摩擦被认为与粘性液体的摩擦相似,那么从这种方法中可以得出摩擦取决于运动速度,其结构与贝纳德细胞相似,这意味着发生自组织和摩擦协同作用。不能使用通常的Amonton定律或基于流体动力学理论来解释石墨的摩擦,这是由于它与溶液的粘度相关的事实,其理论尚未完成。由于其表面的重建,亚稳态钻石的表面层变成石墨,其摩擦系数为相同的值k≈0.1。如果您卸下了亚稳态钻石的表面层,即将其变成钻石,然后其摩擦系数为k≈0.6。关键字:石墨,钻石,摩擦,表面,自组织,协同学,速度,润滑,弹性。简介
Brembo CCM 现在让售后市场能够使用市场上最好的制动材料。贝加莫(意大利),2024 年 9 月 10 日——Brembo 在 2024 年法兰克福汽配展上宣布扩大其制动产品系列,推出碳陶瓷材料 (CCM) 制动盘和制动片。自 2000 年初以来,这些产品就作为原装设备出现在市场上,但现在售后市场上有独家制动盘和相关制动片。与铸铁制动盘相比,CCM 的主要优势是重量减轻了 50%。这减轻了汽车的非悬挂重量,从而大大提高了车辆在道路上的出色操控性。Brembo 生产的碳陶瓷材料的第二个重要优势是,在任何条件下,它都能保证高摩擦系数,在所有速度和所有天气条件下制动时都能保持稳定。这使驾驶员能够优化施加在踏板上的压力,从而提高驾驶信心。在持续长时间减速过程中,制动盘所经受的热变化不会影响陶瓷复合材料的摩擦系数,该摩擦系数几乎保持不变,而传统铸铁元件很难实现该摩擦系数。此外,在高温下,Brembo CCM 单元的变形减小可确保与制动衬块完美平面耦合,这种制动衬块专为此类应用而设计,即将上市。铸铁制动盘不具备这一重要品质,铸铁制动盘在反复承受高热应力时容易变形。此外,Brembo CCM 制动盘的表面永远不会腐蚀,即使在冬季接触水或某些路段沉积的盐溶液也是如此。这一特性意味着 Brembo CCM 的耐磨性可确保制动盘在公路使用中的使用寿命约为 150,000 公里,在极限赛道使用(例如法拉利挑战赛)中的使用寿命约为 2,000 公里。与铸铁制动盘相比,Brembo CCM 制动盘在制动过程中会迅速升温,但之后也会同样迅速冷却。这一特性允许在高制动力下重复循环,而不会显著影响摩擦。 Brembo 于 1998 年启动了 CCM 项目,经过 4 年的研究和测试,CCM 制动盘首次应用于法拉利 Enzo。Brembo 为一级方程式赛车开发 CCR 碳制动盘的经验被用于开发碳陶瓷材料制动盘的特定生产技术。