润滑的基本原理之固体润滑.doc

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1、#润滑的基本原理之固体润滑固体润滑基本原理一、固体润滑膜的形成利用固体粉末、涂(镀)膜和复合材料隔离相互接触的摩擦表面，可达到减少焊接和磨损的目的。固体润滑剂在摩擦表面面形成的固体润滑膜能够满足上述要求。具有层状结构的润滑剂与摩擦表面较强的粘着力，在基材表面形成固体润滑膜，其本身各层之间有较低的剪切强度。对于非层状结构的润滑剂．它与摩擦表面通过物理粘结或化学结合等方法粘着在基材表而，形成固体润滑膜。由于其剪切J强度低，摩擦过程中在对偶构料表面形成转移膜，使摩擦发生在润滑剂内部。1、什么是固体润滑膜所谓固体润滑膜，并不是固体润滑涂层， 而是指固体润

2、滑涂层或复合材料最表面的那层薄膜，以及在对偶材料表而上形成的转移膜。在润滑油（脂）存在的情况下，则是在滑动摩擦表面上所形成的摩擦聚合膜。这些膜的厚度一般在10-8~10-6mm、并能显示独特的润滑效果。固体润滑成功与否取决于固体润滑膜的形成能力。如果固体润滑膜的生成和消耗是平衡的，那就可以说润滑状态良好。若是固体润滑膜接连不断的消耗，那就会逐渐磨损。需要说明的是：固体润滑膜的组成不一定与基材的组成相同，它们之间的差异有时还可能很大。因为粘着于基材表面的固体润滑剂与基材之间将发生较为复杂的物理吸附和固溶效应，以及较为复杂的化学反应，生成新的互化物。

3、2、固体润滑膜的形成固体润滑膜的形成方法很多，既有把固体润滑剂粉末接涂在摩擦部位上的原始方法，也有在真空中使固体润滑剂以原子状态溅射成膜的方法。           （1）转移膜的形成用各种方式使固体润滑剂粘着于基材表面，以形成固体润滑膜。由于其剪切强度很小．在摩擦过程中，存在于基材表面的固体润滑膜会转移到对偶材料表面，形成转移膜。使摩擦发生在转移膜和润滑膜之间，即使摩擦发生在固体润滑剂内部，则可以减小摩擦系数和减少磨损。有人认为，在摩擦过程中，材料表面化学物理性质和机械性质会影响固体润滑剂的转移，具有高表面能和低硬度的材料比具有低表面能和高硬度

4、的材料在产生相接触转移粒子方面有更明显的倾向。按照这种模型，软金属很容易转移，而高硬的陶瓷材料则不易转移而容易接受转移粒子，它类似于材料的化学吸附效应。这就是说，转移膜的形成取决于材料的硬度和表面能两个因素。因此要求润滑剂供方具有高的表面能。同时要保证润滑膜的磨损率较低；而对偶材料方应具有低的表面能，保证转移膜的粘着。也有人认为，转移膜的形成是物理作用的结果。转移膜是利用对偶材料表面两个凸峰之间贮存的弹性能，机械地捕获润滑剂的磨损粒子而形成的。因为在磨损粒子中也存在着弹性能，因此只要润滑剂供方存在着一个既能形成耐久的润滑膜，又显示有润滑能力的材料

5、硬度(耐磨损程度)，便能形成转移膜。而转移膜的粘着性(耐磨性)则取决于对偶材料的弹性能、硬度和表面粗糙度等因素。还有人认为；转移膜的形成是物理吸附或化学吸附效应的结果。在物理吸附效应中 润滑剂分子结构的不同，因而存在着与对偶材料的晶体组织结构的合理匹配问题。在化学吸附效应中 主要是由高分子极性基团与活性金属之间在一定压力和温度条件下发生化学反应而形成的反应产物。化学吸附比物理吸附稳定，在一定的条件下，化学吸附会发展成为化学反应，并生成新的物质。（2）摩擦聚合膜的形成摩擦聚合膜是一种在摩擦过程种形成的聚合物膜。 一般以固体膜的形式存在于摩擦表面上。

6、它的形成是一个复杂的过程，取决于摩擦条件、成膜物质和基材的性质等。摩擦聚合膜能有效地起到抗磨、极压和抗擦伤的作用。在摩擦条件下能够形成具有上述性能的聚合膜的物质称为成膜剂。摩擦聚合膜是在磨损部位附近逐渐聚合的。由于它对表面凹谷有填补作用，减轻了凸峰的负荷，因而最终导致了磨损的减少。在气相和液相有机介质中的金属表面上，由于摩擦而形成固态的摩擦聚合膜、可以改善界面的摩擦性质。它不同于一般的流体润滑，也不同于干摩擦中的固体润滑。从润滑机理来分析，可以看作一种特殊的固体润滑膜。不过，它与摩擦过程中表面上的物理和化学作用密切相关：如摩擦过程中新裸露的金属表

7、面的催化作用，金属表面的晶格缺陷，金属表面发射外逸电子的效应，在气相和液相有机介质中金属表面的吸附，由于机械、化学等作用和聚合物在高热下的热解等导致的游离基反应，有机宫能团与金属的相互作用等等。二、固体润滑膜的特性所谓固体润滑膜，并不是固体润滑涂层， 而是指固体润滑涂层或复合材料最表面的那层薄膜，以及在对偶材料表而上形成的转移膜。在有存在润滑油脂的情况下，则是在滑动方向上所形成的磨擦聚合膜。这些膜的厚度一般在10-8~10-6mm、并能显示独特的润滑效果。固体润滑成功与否取决于固体润滑膜的形成能力。如果固体润滑膜的生成和消耗是平衡的，那就可以说润

8、滑状态良好。若固体润滑膜接连不断的消耗，那就会逐渐磨损。需要说明的是：固体润滑膜的组成不一定与基材的组成相同，它们之间的差异有时还可能很