潘登 刘长鑫 张泽洋 高玉金 郝秀红†

1) (燕山大学机械工程学院,秦皇岛 066004)

2) (燕山大学自润滑关节轴承共性技术航空科技重点实验室,秦皇岛 066004)

3) (旭硝子汽车玻璃（中国）有限公司,秦皇岛 066004)

1 引 言

摩擦系数是衡量材料减摩性能的主要参数.速度作为影响摩擦系数的重要参数一直受到学者们的广泛关注.研究表明,接触界面的势垒可以影响摩擦力进而影响摩擦系数[1-3].摩擦速度增加引起的温升有助于界面上的原子翻越势垒从而降低摩擦系数[4].若在适当的摩擦速度下生成了起润作用的物质[5]也会降低摩擦系数.此外,摩擦速度增加引起的温升还可改变高分子材料的黏-弹性,从而改变高分子材料与其对磨副的相互作用力,最终影响摩擦系数[6-8].然而,聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethylene,PTFE)作为一种典型的自润滑高分子材料,在低速摩擦时接触温度没有明显变化[9],但其摩擦系数随着速度的增加会先上升后下降[10].针对该现象,本文从微观角度分析接触区内PTFE分子形状的变化,从而揭示了速度对其摩擦系数的影响.

PTFE因具有摩擦系数低、耐高温等特点而得到广泛应用[11].学者们通过实验方法研究了速度对PTFE摩擦系数的影响.实验研究表明: 低速滑动时,PTFE可在对偶副的表面形成分子定向排列的转移膜,该转移膜可起固体润滑剂作用[12]; 而高速滑动时PTFE转移膜破裂,磨削呈块状和片状,因此表现出较高的摩擦系数[13].黄传辉[14]还发现速度较高时材料回弹不充分,从而导致摩擦系数……