《摩擦学——摩擦与磨粒》课程教学资源（PPT课件）第七章 粘着磨损

第七章粘着磨损

第七章 粘着磨损

§1粘着磨损的特点与分类 1定义 实际上是相互接触表面上的微凸体不断地形成 粘着接点和接点断裂而导致摩擦表面破坏并形 成磨屑的过程。 最常见的磨损形式,如一固体材料在另一固体 材料表面上滑动或压入其表面后被拉开时。 以小颗粒状形式、存在粘附和反粘附现象

⒈定义： 实际上是相互接触表面上的微凸体不断地形成 粘着接点和接点断裂而导致摩擦表面破坏并形 成磨屑的过程。 最常见的磨损形式，如一固体材料在另一固体 材料表面上滑动或压入其表面后被拉开时。 以小颗粒状形式、存在粘附和反粘附现象 §1 粘着磨损的特点与分类

举例 1、真空中洁净的硬钢压在黄铜块上后分开 用高倍显微镜观察,明显看到分散的黄铜粒嵌 在钢表面。 2、黄铜圆销在旋转的钢制圆盘上滑动,可看 到钢盘表面被涂抹上一层黄铜。如果用显微镜 观察可看到分散的转移特性。 3、巴克莱用单晶体碳化硅与眢种金属相摩擦 第一组球形碳化硅滑块在金属平面滑动 第二组球形金属滑块在碳化硅平面滑动

举例： 1、真空中洁净的硬钢压在黄铜块上后分开， 用高倍显微镜观察，明显看到分散的黄铜粒嵌 在钢表面。 2、黄铜圆销在旋转的钢制圆盘上滑动，可看 到钢盘表面被涂抹上一层黄铜。如果用显微镜 观察可看到分散的转移特性。 3、巴克莱用单晶体碳化硅与各种金属相摩擦， 第一组球形碳化硅滑块在金属平面滑动； 第二组球形金属滑块在碳化硅平面滑动

2.根据摩擦表面的破坏程度,常 把粘着磨损区分为5类: ()轻微磨损 (2)涂抹 (3)擦伤(胶合或咬合) (4)撕脱〔或咬焊) (5)咬死

⑴轻微磨损 ⑵涂抹 ⑶擦伤（胶合或咬合） ⑷撕脱（或咬焊） ⑸咬死 2. 根据摩擦表面的破坏程度，常 把粘着磨损区分为5类：

§3粘着机理 √两洁净金属表面相互接触会形成强的金属接点; 当表面粗糙的两固体,在法向压力作用下相互 接触时,一小部分微凸体的顶峰受到很大压应 力,当达到了流动压力时,就发生塑性变 当表面洁净时,两固体表面的粒子随着距离的 缩短,将先后出现物理和化学键,当两表面上 有成片的粒子相结合,就形成凸体桥,即接点

§3 粘着机理 ✓ 两洁净金属表面相互接触会形成强的金属接点； ✓ 当表面粗糙的两固体，在法向压力作用下相互 接触时，一小部分微凸体的顶峰受到很大压应 力，当达到了流动压力时，就发生塑性变形。 ✓ 当表面洁净时，两固体表面的粒子随着距离的 缩短，将先后出现物理和化学键，当两表面上 有成片的粒子相结合，就形成凸体桥，即接点

√齐曼 Ziman胶体模型 金属中的自由电子云类似于粘结液,能够把 金属表面上靠得很近的正离子结合起来,形 成金属键,粘着强度基本决定于界面上的电 子密度。 如果两固体的内聚功不同,而粘着功的大小 又介于两者之间,则断裂将发生在内聚功较 小的固体内

✓齐曼 Ziman 胶体模型： ✓金属中的自由电子云类似于粘结液，能够把 金属表面上靠得很近的正离子结合起来，形 成金属键，粘着强度基本决定于界面上的电 子密度。 ✓如果两固体的内聚功不同，而粘着功的大小 又介于两者之间，则断裂将发生在内聚功较 小的固体内

√影响固体间的粘着的两个主要因素: 个是表面上的氧化膜或其他污染膜; 往往会被表面变形,特别是剪切应力所破坏,显 露出新鲜表面而被粘着; 另一个是弹性应力恢复效应 接触区接点在形成过程中被强烈的加工硬化,当 载荷卸除后,界面发生弹性变形,此时周边的连 接桥处于拉应力状态,由于延性不足而被拉断 所以只有一部分接点被保留下来;

✓影响固体间的粘着的两个主要因素： ✓一个是表面上的氧化膜或其他污染膜； ✓往往会被表面变形，特别是剪切应力所破坏，显 露出新鲜表面而被粘着； ✓另一个是弹性应力恢复效应。 ✓接触区接点在形成过程中被强烈的加工硬化，当 载荷卸除后，界面发生弹性变形，此时周边的连 接桥处于拉应力状态，由于延性不足而被拉断， 所以只有一部分接点被保留下来；

对于大多数金属(即使完全净化的表面) 由于弹性应力恢复效应,在卸除法向载荷之 后,粘着面积比预计的值小的解决措施? 可在卸载前通过接点退火,使加工硬化后微 凸体桥的延性增加,获得很大的法向粘着。 √当法向载荷存在时,对试样施加切向应力 由于法向和切向应力复合的结果,使接触面积 增大,粘着点增大

✓对于大多数金属（即使完全净化的表面）， 由于弹性应力恢复效应，在卸除法向载荷之 后，粘着面积比预计的值小的解决措施？ ✓可在卸载前通过接点退火，使加工硬化后微 凸体桥的延性增加，获得很大的法向粘着。 ✓当法向载荷存在时，对试样施加切向应力， 由于法向和切向应力复合的结果，使接触面积 增大，粘着点增大

√结晶表面间的结晶位向影响粘着 具有完全配合的位向,很容易发生粘着;位向失配 时,必须提供能量才能使界面形成强固粘着 能量可以是热量或塑性变形功;(如:低温比高温 需要更多的塑变才能形成界面间强固粘着 金属晶体结构(如密排面、滑移方向)影响界面上 塑性变形,所以对粘着也有很大影响。 一般滑移系增加,滑移概率增加,开始易簃,位 错形成位错接点后阻碍滑移,易焊合,微凸体加工 硬化后难断开,使粘着增大

✓结晶表面间的结晶位向影响粘着： ✓具有完全配合的位向，很容易发生粘着；位向失配 时，必须提供能量才能使界面形成强固粘着； ✓能量可以是热量或塑性变形功；（如：低温比高温 需要更多的塑变才能形成界面间强固粘着。） ✓金属晶体结构（如密排面、滑移方向）影响界面上 塑性变形，所以对粘着也有很大影响。 ✓一般滑移系增加，滑移概率增加，开始易滑移，位 错形成位错接点后阻碍滑移，易焊合，微凸体加工 硬化后难断开，使粘着增大

√材料间的溶解度和互溶性影响粘着: 38种金属对钢在真空中实验:溶解度极小或者和铁 组成金属化合物的材料不易粘着; 原因:接点的形成和生长与在原子范畴内发生扩散 有关。虽然时间较短,但微凸体接触瞬间,温度很 使接点能够生长 √上述理论也适用于非金属材料间及非金属材料与金 属间的粘着作用

✓材料间的溶解度和互溶性影响粘着： ✓38种金属对钢在真空中实验：溶解度极小或者和铁 组成金属化合物的材料不易粘着； ✓原因：接点的形成和生长与在原子范畴内发生扩散 有关。虽然时间较短，但微凸体接触瞬间，温度很 高，使接点能够生长。 ✓上述理论也适用于非金属材料间及非金属材料与金 属间的粘着作用：