Page 95 - 《摩擦学学报》2020年第6期

778 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

0.10 40 0.8
(a) (b)
0.09 38 0.6
Friction coefficient 0.08 36 ECR/mΩ Wear width/mm 0.4

0.07

0.06 34 0.2

0.05 32 0.0
2 3 4 5 2 3 4 5
Frequency/Hz Frequency/Hz

Fig. 5 Average (a) friction coefficient, ECR values and (b) wear widths with different frequencies under PANI grease
(voltage:1 V, load: 5 N and stroke: 5 mm)
图 5 平均摩擦系数、ECR 值(a)和不同频率下的磨斑宽度(b)在PANI脂润滑下(电压：1 V，频率：2 Hz and stroke：5 mm).

0.25 30 0.5
(a) Current (b)
No current
0.20 Various current 25 0.4
Friction coefficient 0.15 15 Current/A Wear width/mm 0.3
20

0.10
0.2
0.05 10 0.1
5
0.00 0 0.0
0 5 10 15 20 25 30 Current No current
Time/min

Fig. 6 Effects of current on (a) friction coefficient, ECR values and (b) wear width under PANI grease
(load:5 N, frequency: 2 Hz and stroke: 5 mm).
图 6 在PANI脂润滑下(a)摩擦系数、ECR值和(b)磨损宽度的变化(载荷：5 N，频率：2 Hz，行程：5 mm)

阻测试结果；分析发现，变载对接触电阻影响大，在载 摩擦学性能和抗氧化性能.
荷是10 N时，接触电阻和摩擦系数均有相对最低的 2.3.2 结果讨论
值；变频条件下，接触电阻变化不大，与变载不同的是 聚苯胺润滑脂中的电摩擦行为与摩擦副的匹配
摩擦系数最小时，有相对较高的接触电阻. 直接相关，EP-Ag涂层存在裂纹和气孔缺陷[见图1(c~
2.3 磨痕表面分析 d)]削弱了其导电性[见图3(a)中的高ECR值]. 同时，摩
2.3.1 试验分析 擦副之间的线/点接触处通过电流，以及在连接处相应
图7显示了PANI脂润滑下的磨损表面. EP-Ag磨 的阻抗，产生热量并瞬间升高温度，这种加热导致相
损表面相对光滑，但表面有明显的点蚀和黏着区，小 当大的熔化和随后的再气化、腐蚀、硬度变化和其他
凹坑倾向于相互连接，沿最大剪应力方向形成较大的 相变，导致非均匀性周围塑性应变的累积是裂纹萌
凹坑，片状凹坑随着连续摩擦而出现[见图7(a)]；PANI 生，这将是表面形貌开裂的原因[见图3(a)]. 但由于
脂润滑的MS-Ag磨痕仅显示轻微划痕[见图7(b)]. 结果 MS-Ag涂层存在致密结构，有助于提高导电性和表面
表明，在聚苯胺润滑条件下，MS-Ag涂层的耐磨性优 硬度，这与本试验结果相符. 图9显示了在载流润滑条
于EP-Ag涂层. 件下MS-Ag涂层的导电机理，在磨合过程中，上球与
图8磨损表面几种典型元素的EDS分析化学成分 MS-Ag之间的边界润滑膜很薄，不能完全覆盖MS-
及相应元素的含量. 在聚苯胺脂润滑条件下，EP-Ag涂 Ag涂层与上球之间的微凸体，微凸体内部的直接接触
层中含有少量的铜，应为铜球的转移膜成分. 在MS- 对电子的直接运动起作用点[见图9(a)]，对应于MS-
Ag涂层中没有发现铜和氧，表明PANI润滑脂形成的 Ag磨合期的低ECR值和高摩擦系数[见图3(a)]. 由于
保护膜能够保护摩擦副免受直接接触，具有良好的电 存在高的ECR值[见图3(a)]，微凸体已逐渐磨平，并在