基于磁性功能表面的磁流体润及其粘附行为研究

摘要

磁流体是一种具有超顺磁性的液态物质,主要由纳米级磁性颗粒、吸附在颗粒表面的分散剂以及基载液三部分组成。在合适的磁场作用下,磁流体可以被定位、定向和移动。基于此特性,磁流体已被成功地应用于机械旋转动密封及润滑之中。
　　文中涉及的磁性功能表面是一种具有规则排布的微小磁性薄膜阵列表面。由于微小磁性薄膜阵列可在基体表面产生周期性梯度磁场,故本文以磁流体为润滑介质,探索其润滑特性。
　　本文采用微细电解及电沉积技术加工出具有特定参数的磁性功能表面;随后利用电磁场分析软件对该类磁性功能表面进行静磁场分析;并以磁流体为润滑介质,对该功能表面的动/静摩擦学特性及粘附行为进行了试验研究,与无磁试样的试验结果进行了对比,其结论如下:
　　(1)磁性功能表面在高速条件下显示出优异的减摩效果,且随着磁性薄膜厚度和面积率的增加,减摩效果越明显,而在低速条件下,磁性功能表面则表现出增摩效果;对比高速重载下的磨损情况,磁性功能表面能有效降低磨损,且随着磁性薄膜厚度和面积率的增高,其减磨效果得到适度加强。
　　(2)静摩擦试验分析表明,磁性功能表面与无磁试样表面相比,在轻载条件下能显著降低静摩擦系数,且随着磁性薄膜厚度和面积率的增大,静摩擦系数随之逐渐减小;而在重载条件下,磁性功能表面对静摩擦系数变化的影响不显著。
　　(3)在粘附特性方面,磁性功能表面能显著提高试样间的粘附力,随着磁性薄膜厚度和面积率的增高,粘附力也随之逐渐增大。

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图表清单

注释表

第一章绪论

1. 1引言

1.2磁流体概论

1.3磁性功能表面概述

第二章试验设计

2. 1磁性功能表面试样的设计及制备

2.2磁性功能表面的静磁场有限元计算

2.3磁流体润滑的动摩擦试验设计

2.4磁流体润滑下磁性功能表面的静摩擦力测量

2 .5磁流体在磁性功能表面的粘附力试验设计

2 .6本章小结

第三章磁流体润滑下磁性功能表面的动摩擦特性分析

3 .1磁性功能表面润滑特点与分析

3 .2磁性薄膜厚度对润滑效果的影响

3 .3磁性薄膜面积率对润滑效果的影响

3 .4本章小结

第四章磁性功能表面的静摩擦特性及其粘附行为研究

4 .1磁流体润滑下的磁性功能表面静摩擦特性研究

4 .2磁流体润滑下磁性功能表面的粘附行为

4 .3本章小结

第五章总结与展望

5 .1本文的主要工作与结论

5 .2研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文