碳纖維表面的摩擦磨損性能

  相互接觸的兩個碳(C)纖維板要進行相對運動時，需要克服一定的阻力，這個阻力就是兩碳纖維板之間的摩擦力。如果不考慮（consider)表面粗糙(cū cāo)度帶來的阻力，則摩擦力來源于碳纖維板表面原子之間的吸附、碳纖維板表面的變形以及表面磨損（零部件失效的一種基本類型）。衡量兩個碳纖維板之間摩擦性能的參數(shù)為摩擦系數(shù)，其定義為：μ=F/W

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   碳(C)纖維板摩擦過程(guò chéng)中存在的物質(zhì)從碳纖維板表面掉落的現(xiàn)象，稱為磨損（零部件失效的一種基本類型）。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。磨損與接觸面之間的吸附、摩擦特征有關(guān)，也與所處的周圍環(huán)境有關(guān)，當周圍環(huán)境為腐化侵蝕 性介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))時，磨損速度更大。
 

  碳(C)纖維材料(Material)與各種物質(zhì)之間的摩擦系數(shù)在0.3左右，雖然比比較高，但是碳纖維材料不需要潤滑油(Lubricating oil)，能耐加壓下的滑動接觸，不僅被廣泛(extensive)用做潤滑劑（作用：能減少或避免摩擦磨損），而且可以制成軸承(bearing)或旋轉(zhuǎn)翼等部件形態(tài)（pattern)，在現(xiàn)代
工業(yè)中發(fā)揮(表現(xiàn)出內(nèi)在的能力)重要作用。

  金剛石具有優(yōu)良的摩擦磨損（零部件失效的一種基本類型）性能，其摩擦系數(shù)僅為0.07，金剛石粉被廣泛(extensive)用做拋光（polishing）、研磨材料(Material)，隨著CVD金剛石膜技術(shù)的進步，金剛石制品優(yōu)良的摩擦性能必將獲得更多的應(yīng)用。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料，通過不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。
  類金剛石膜是目前得到廣泛(extensive)關(guān)注的一類具有優(yōu)異摩擦學(xué)性能的薄膜（薄而軟的透明薄片）。沒有加潤滑劑（作用：能減少或避免摩擦磨損）的類金剛石膜在不銹鋼(不銹耐酸鋼)上的摩擦系數(shù)與加有潤滑劑的不銹鋼一不銹鋼的摩擦系數(shù)幾乎一樣。在真空中，a-C：H的
摩擦系數(shù)只有0.01。

  摩擦磨損（零部件失效的一種基本類型）性能與所在的環(huán)境密切相關(guān)。a-C：H薄膜（薄而軟的透明薄片）在真空或干燥環(huán)境下的摩擦系數(shù)小于0.05，但是在濕度特別大的環(huán)境中其摩擦系數(shù)可以上升到0.1～0.15。