軸承表面DLC潤滑薄膜的熱特性與滾動摩擦效應(yīng)研究.pdf

1、自潤滑陶瓷軸承的潤滑劑來源包括自潤滑復(fù)合材料保持架、滾道表面改性潤滑膜和滾動體表面改性潤滑膜。隨著無保持架滿裝氮化硅陶瓷球軸承的廣泛應(yīng)用，對滾動體表面的潤滑改性的需求日趨強(qiáng)烈。具有高硬度、低摩擦系數(shù)、高耐磨性及高化學(xué)穩(wěn)定性的類金剛石碳膜，作為固體潤滑劑在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在高溫環(huán)境下，陶瓷表面潤滑薄膜的承載能力除了與機(jī)械變形應(yīng)力有關(guān)外，還與工作過程中的界面熱應(yīng)力關(guān)系密切。
　　本文利用接觸力學(xué)、斷裂力學(xué)以及熱力學(xué)模型，通過

2、實驗、理論分析及軟件仿真等方法，從薄膜經(jīng)歷不同溫度循環(huán)后的的力學(xué)性能變化、滾動摩擦效應(yīng)及高溫滑動摩擦磨損性能三方面系統(tǒng)地研究了陶瓷表面 DLC膜的熱特性，為陶瓷表面改性潤滑膜的實際應(yīng)用提供基礎(chǔ)。
　　膜基結(jié)合力是氮化硅陶瓷表面DLC膜能起到潤滑作用的前提條件，而且這種膜基結(jié)合力在熱作用下要有一定的保持能力。本文通過納米壓痕和劃痕試驗，對經(jīng)過不同溫度熱循環(huán)后的陶瓷片和陶瓷球表面DLC膜在正壓力、正壓力和切向力共同作用下的承載能力、膜

3、基結(jié)合力進(jìn)行研究，分析了 DLC膜經(jīng)過不同溫度熱循環(huán)后的力學(xué)性能變化。為氮化硅陶瓷基上DLC膜的實際應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。
　　使用Ansys有限元模型模擬計算了DLC膜的熱應(yīng)力，分析了不同工作溫度下薄膜的熱應(yīng)力的大小和分布。利用高溫摩擦磨損試驗機(jī)，通過試驗參數(shù)選擇，分析陶瓷基底表面DLC膜在不同溫度以及在高溫環(huán)境下承受不同載荷和不同滑動速度時的摩擦磨損性能，并分析 DLC膜在高溫環(huán)境中的磨損機(jī)制，找到DLC膜在高溫環(huán)境下工作的最佳溫