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         广州吊篮车出租, 海珠吊篮车出租, 白云吊篮车出租    三种模式下制动摩擦磨损表面元素成分及含量分析方法?     本文接着通过能谱分析仪(EDS)来分析对比分析液压摩擦制动、液压-磁力-涡流复合制动和液压-涡流复合制动三种模式下制动摩擦副摩擦磨损表面颗粒元素成分及含量的区别,分别得到三种模式下摩擦磨损表面的能谱分析结果。  导磁摩擦片的摩擦磨损微观表面是由多种金属与非金属元素构成,三种工作模式工况的不同导致表面发生的物理和化学反应程度不同,进而元素成分相同但含量有所差别。常规的液压摩擦制动模式下,氧元素的质量百分比占磨损表面所有组成元素的28.54%,而铁与镍分别为1.48%和0.37%,氧、铁、镍这三种元素所占比例都不高;液压-磁力-涡流复合制动模式下,氧元素占31.47%,铁与镍分别为4.49%和1.4%,这三种元素含量都有所提高;在液压-涡流复合制动模式下,氧元素质量百分比为35.98%,而铁与镍分别变为7.45%和1.26%,氧元素和铁元素的含量进一步明显升高,镍元素含量与液压-磁力-涡流复合制动模式相比有轻微降低,但铁镍元素的总含量仍然提高。



       三种工作模式的主要区别为磁感应强度,因此随着磁感应强度的变大,氧元素的质量百分比变大,表示磁场可促使摩擦磨损表面的氧化应,进而氧化磨损也愈发严重,验证了上文的推测。其原因可以由以下三点进行解释:1)磁感应强度增大使得摩擦表面吸附磨屑更多,磨屑反复研磨更加细化,较多小磨屑的表面积更大,因此其更易氧化;2)磁场出现形成的“第三体”在制动摩擦过程中能够汲取部分机械能,从而使磨屑氧化所需的活化能变小;3)由于氧气(顺磁性分子)的相对磁导率较高,磁通密度越大摩擦表面吸附聚集的氧气含量就越多,氧化反应也就越快越剧烈。氧化过程会释放热量,并且磁感应强度越大氧化效果越强。除了促进氧化作用外,磁感应强度的增大还会使涡流效应、磁滞损耗以及磨屑吸附等作用越来越明显(已在前文的§5.2.4 进行过解释),增加产热并降低散热,使得温度升高,因此摩擦-涡流复合制动模式的摩擦面温度较大。但是,制动过程中产生的较多热量会使摩擦表面的硬度有所降低,进而产生更多和更高程度的塑性变形,而这能对摩擦层的形成起到有益效果。因此摩擦层与温度之间有一定的相互促进作用。除了氧元素之外,随着磁感应强度的增加铁镍元素所占比例明显增加,说明磁感应强度的增加可以加强摩擦表面对于铁镍等铁磁性磨屑的吸附作用,从而进一步促进“第三体”摩擦层的形成,并且磁场强度越大,促进作用越强。


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         在磁力-液压冗余加载式摩擦-涡流协同制动器参与的复合制动过程中,除了磁场会影响摩擦磨损表面的铁镍磁性元素成分之外,铁镍磁性物质反过来也会对磁场产生影响。普通摩擦片所使用的材料不导磁,但本文使用的导磁有机摩擦片的组成成分中包含铁磁性元素,在试验前,导磁摩擦材料中的铁镍颗粒内部磁畴的原子磁矩呈任意无规则朝向排列,对外不显磁性;随着制动的进行以及试验次数的增多,磨屑脱离剥落,摩擦材料内的铁镍元素以磨屑形式越来越多地加入摩擦磨损过程,导致它们内部磁畴的原子磁矩取向逐渐趋于相同,对外显示磁性并不断磁化更多铁镍元素,最终使得摩擦界面上的磁场增强;同时在制动摩擦过程中,压应力和剪切应力的共同作用会使得铁镍磁性物质发生微弱地滑移,使得其磁畴的原子磁矩朝向产生一定的变化,被破坏的静磁能也会对摩擦界面的磁场产生影响。



          本文在常规液压摩擦制动试验之后,立刻通过高斯计测得摩擦界面的磁感应强度(取3 次测量平均值)约为0.3Gs,非常微弱;对于复合制动模式,在制动试验结束后,为避免外加磁场(即通电励磁线圈激励所造成)的剩磁干扰,立刻通过高斯计测量摩擦界面磁感应强度(取3 次测量平均值),并与试验前通电测得的磁感应强度作差,得到液压-磁力-涡流和液压-涡流两种制动模式下摩擦诱导磁化的磁感应强度分别为1.4Gs 和2.3Gs。因此能够说明,导磁制动副制动摩擦过程中的铁镍元素会导致摩擦界面上出现另外的磁场,即摩擦诱导产生的磁化现象,并且摩擦磨损表面的铁镍颗粒所占比例越高,摩擦磁化的磁场越强。但由于导磁摩擦片在制备时加入的铁镍元素比例原本就较少,其产生的内磁场的磁感应强度相对于外加磁场而言极其微弱。可以发现:1)外加磁场有助于增加摩擦面对铁镍颗粒的吸附,而铁镍元素含量的增多会导致摩擦磁化现象进一步加强; 2)磁场越强氧化反应越容易发生,有利于Fe2O3 以及Fe3O4 等磁性氧化物的产生,而这些氧化物被对外显磁性的铁镍元素进一步磁化,就结果而言相当于增加了铁镍磁性物质的含量,因此使得摩擦表面的磁性进一步得到增强。因此从某种程度上而言,外加磁场能够促进导磁制动副摩擦界面上自激内磁场的产生,外加磁场的磁感应强度越大,摩擦磁化产生的自激内磁场越强。此外,碳元素含量在减少,在摩擦片配方中含碳量应该相同的条件下,排除取样分析时的偶然性差异,根据铁碳竞争氧化理论,说明随着磁感应强度的增加,更多的碳元素参与到氧化反应中,而后变为CO 和CO2 进入周围空气中,因此表面碳元素减少。那么相对而言在吸引氧分子一定的条件下,导磁摩擦片表面铁元素的氧化速度会有所减弱,因此氧化磨损速度变慢,残留氧化物不至于快速积累和脱落,有利于更加平整表面的形成,但同样也会使得摩擦磁化的速度有所减慢。



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