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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
随着我国经济的快速发展和人口的不断增长，许多大城市开始大量修建地铁和轻轨，轨道车辆的运营线路快速增长，对受流器滑板的性能提出了更高的要求。我国正在研发的粉末冶金滑板和目前使用的纯铜滑板与导电轨亲和力强、磨损率大。而我国一些新建线路轨道车辆的受流器滑板都是从国外进口，价格昂贵。因此，开发性能良好、成本低廉的新型滑板材料成为亟需解决的题目，本文针对这一学科前沿题目，主要开展了如下研究工作。 1. 分析对比了制备炭/铜复合材料的热压成型-常压炭化、热压成型-常压炭化-浸渗熔融青铜液、加压烧结和热压成型-常压炭化-真空浸渍水玻璃四种工艺，通过研究制备材料的性能，确定了热压成型-常压炭化-浸渗熔融青铜液工艺的制备方案。 2. 研发成功采用热压成型-常压炭化-浸渗熔融青铜液工艺制备炭/铜复合材料的新技术。确定了优化工艺参数：在180℃和200MPa下热压1h制成坯料；在1000℃和氮气保护下将坯料炭化并保温1h；将热等静压炉升温到1000℃使青铜熔融，使炉内压力达到4MPa并保压10h，便制成浸渍金属炭滑板。深入研究了增强相含量、粘结剂改性、合金元素含量和浸渍剂含量对复合材料性能的影响，确定了优化的配方为：石墨与焦炭的比例30:70wt.%，以改性煤沥青作粘结剂，氧化铝8wt.%。所制备的炭/铜复合材料组织致密，其电阻率达到11.34μΩ•m；显微硬度、抗弯强度和抗压强度分别达到160HV, 132.82和293MPa；磨损率达到2.26×10-7mm3/N•m。 3. 研究了增强相含量、粘结剂改性、合金元素含量和浸渍剂含量对炭/铜复合材料力学性能的作用机理。当增强相含量、改性剂含量、合金元素含量和浸渍剂含量合适时，复合材料的横断面很光滑，材料内部没有孔隙和裂纹，增强相、导电相和粘结剂融合在一起，结合很好，整个断面呈现出紧密的结构。浸渍剂充分浸渗到孔隙和裂纹中，和炭基体形成了完整的结实的凝体。材料的显微组织中有石墨相、无定形炭和金属相，各金属相形成片层状共析组织，各相的界面很清晰，这种结构和组织使复合材料有着很高的力学性能。 4. 提出了炭/铜复合材料的润滑机理。当摩擦副材料含有固体润滑介质时，滑动摩擦过程中，由于变形挤压及摩擦热的共同作用，嵌入形态的固体润滑介质颗粒被挤出，并在摩擦副表面展开，形成固体润滑膜，该润滑膜的剪切强度较低。固体润滑膜的存在可明显降低摩擦副的摩擦系数。固体润滑膜的润滑减摩效果与摩擦表面间固体润滑膜的覆盖率有关。摩擦过程中，表面形成的固体润滑膜越完整，减摩效果就越好。 5. 深入研究了炭/铜复合材料的磨损机理，并提出了炭/铜复合材料的粘着磨损模型和磨粒磨损模型。提高x与σsy的值，有利于改善材料的减摩耐磨性能。x与复合材料中的固体润滑剂性质、含量有直接关系，同时受到摩擦热应力和基体屈服强度等的影响。σsy为复合材料基体屈服强度，与复合材料的结构、组成和制备工艺有直接关系，同时受到应变及摩擦热等的影响。复合材料的磨损量主要受材料的强度、硬度、表面固体润滑膜本身的性质以及其完整程度所决定。粘着磨损模型：选取摩擦副之间的粘着结点面积为以a为半径的圆，假设粘结点沿球面破坏，即迁移的磨屑为半球形，体积磨损度与粘结点支撑的载荷成正比，与软材料的受压屈服极限成反比，粘着磨损常数ks=1.98654×10-7。磨屑的形成条件应是分离前所储存的变形能必须大于分离后新生表面的表面能。磨粒磨损模型：假设磨粒为形状相同的圆锥体，半角为θ，则磨粒磨损的体积磨损度与磨粒承受的载荷成正比，与被磨材料的受压屈服极限、硬度和tanθ成反比，磨粒磨损常数ka=3.616×10-14。为了减小磨粒磨损，必须减少微观切削作用。 |
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发表于 2022-8-17 09:58:49
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