耐磨擦仪原理

对于车用皮革耐磨性测试方法，上海千实工程师认为，STROLL 耐磨法、TABER 耐磨法和马丁代尔耐磨法都能适用。　　1、TABER 耐磨法　　美国标准 ASTM D 3884-2009《Standard test method for abrasion resistance of textile fabrics (TABER apparatus)》对TABER 耐磨法进行了规定。TABER 耐磨法的试验原理为：被测试样放置在一个旋转平台上，通过其上方的两个滚动的摩擦轮在一定负荷下与试样进行旋转摩擦运动来磨损试样。一个摩擦轮朝外，另一个摩擦轮朝内摩擦试样，形成一个圆环形的磨损痕迹。经过规定的摩擦次数后通过外观评估试样的磨损程度。　　操作过程：将试样正面朝上固定于旋转平台上，并将选定的砂轮安装在支撑压杆上。选择合适的负荷后，将支撑压杆放下使砂轮与试样表面接触，连接并打开吸尘装置。启动仪器，按计数器设定的旋转次数进行测试。测试结束后，取下试样，检查并记录试样的磨损情况，并用灰色样卡按 GB/T 250-2008《纺织品色牢度试验 评定变色用灰色样卡》。　　2、马丁代尔耐磨法　　马丁代尔耐磨法经常用于纺织品的耐磨性试验和起毛起球评价，我国国家标准 GB/T3903.16-2008《鞋类 帮面、衬里和内垫试验方法 耐磨性能》规定了采用马丁代尔法测试鞋面的测试方法，同时也适用于车用皮革耐磨耗性能的测试。　　采用马丁代尔耐磨法，在恒定压力下用标准摩擦织物摩擦试样。摩擦织物和试样之间进行李莎茹图形的相对运动，产生所有方向上的摩擦。完成规定的摩擦次数后评定试样损坏程度。　　3、STROLL 耐磨法　　依据ASTM D 3886-1999 《Standard testmethod for abrasion resistance of textile fabrics　　(inflated diaphragm apparatus)》，STROLL 耐磨法的试验原理为被测试样放置在具有恒定气压的充气橡胶膜片上，使用具有指定表面特征的砂纸对试样进行摩擦。经过规定的摩擦次数后通过外观评估试样的磨损程度。　　操作步骤：将试样在平整状态下放置在橡皮膜上，再将砂纸放置在磨料板上，并使砂纸连接的接触头与砂纸的表面平齐。然后在膜片下方施加 28 kPa 的气压，在磨料板上方施加 454 g 的压力，并确保气压的控制以及已充气样品与有负载的砂纸间的接触处于稳定和平衡状态。启动仪器，按计数器设定的旋转次数进行测试。测试结束后，取下试样，检查并记录试样的磨损情况，并用灰色样卡按 GB/T 250-2008《纺织品色牢度试验 评定变色用灰色样卡》 评定试验区域内的颜色变化。　　操作时，在试样背面平垫一块厚度为(3±1)mm、 密度为(30±3)kg/m3 的聚氨酯泡沫塑料，并用夹环将试样固定在磨头上，再将桌毛毡放置到磨台上，然后将摩擦织物放置在桌毛毡上，并将产生(2±0.2)kPa 压力的重物放在摩擦织物上，再将摩擦织物固定。最后将磨头装在耐磨试验机上，并对磨头施加(12±0.2)kPa 的压力，启动仪器，按计数器设定的旋转次数进行测试。测试结束后，取下试样，检查并记录试样的磨损情况，并用灰色样卡按 GB/T 250-2008《纺织品色牢度试验 评定变色用灰色样卡》 评定试验区域内的颜色变化。　　资料转载自：http://www.qcnscsy.com/jslist/list-8-1.html　　标准集团(香港)有限公司

在材料科学与工程领域，薄膜摩擦系数仪作为评估薄膜材料表面摩擦性能的关键设备，其测试标准的更新对于提高产品质量、优化工艺流程以及推动科技创新具有重要意义。近年来，随着科技的进步和测试需求的多样化，薄膜摩擦系数仪的测试标准也经历了从旧到新的演变。本文将从测试原理的角度，详细探讨新标准相比旧标准在测试原理上的改进及新增的测试方法。一、测试原理的基础变革1.1 传统测试原理的局限性旧标准下的薄膜摩擦系数仪主要基于库仑摩擦定律，即摩擦力与正压力成正比，与接触面积无关。这种传统的测试方法通过测量试样在摩擦过程中的摩擦力与正压力之比来计算摩擦系数，方法简单直接，但存在诸多局限性。例如，它难以全面反映薄膜材料在不同条件下的摩擦行为，特别是动态和复杂工况下的性能表现。1.2 新标准引入的先进测试原理新标准则引入了更为先进的测试原理，如动态摩擦测试、静态摩擦测试、滑动摩擦测试以及旋转摩擦测试等。这些新方法不仅丰富了测试手段，还提高了测试的全面性和准确性。动态摩擦测试能够模拟材料在实际使用过程中的动态摩擦行为，静态摩擦测试则关注材料在静止状态下的摩擦特性，而滑动摩擦测试和旋转摩擦测试则分别适用于不同类型的摩擦场景，为薄膜材料的摩擦性能评估提供了更多维度的数据支持。二、新增测试方法的详细解析2.1 动态摩擦测试动态摩擦测试是新标准中新增的重要测试方法之一。它通过模拟材料在实际使用中的动态摩擦过程，如包装膜在包装机械中的运动状态，来评估材料的动态摩擦性能。这种方法能够更真实地反映材料在实际工况下的摩擦行为，为产品的设计和优化提供更为可靠的依据。2.2 静态摩擦测试静态摩擦测试则关注材料在静止状态下的摩擦特性。它通过在试样与对磨副之间施加一定的正压力并保持相对静止，然后逐渐增加水平力直至试样开始滑动，来测量静态摩擦系数。这种方法对于评估材料的启动阻力和稳定性具有重要意义，特别是在需要精确控制摩擦力的场合，如精密机械和电子设备中。2.3 滑动摩擦测试与旋转摩擦测试滑动摩擦测试和旋转摩擦测试是两种常见的摩擦测试方法，它们在旧标准中已有应用，但在新标准中得到了进一步的优化和完善。滑动摩擦测试通过使试样在水平面上做直线运动来测量滑动摩擦系数，适用于评估材料的滑动性能和耐磨性。而旋转摩擦测试则通过使试样与旋转的摩擦轮接触并相对运动来测量旋转摩擦系数，这种方法更适用于评估材料在旋转部件中的摩擦性能。三、测试原理改进带来的优势3.1 提高测试的全面性和准确性新标准引入的先进测试原理和新增的测试方法使得薄膜摩擦系数仪的测试能力得到了显著提升。它不仅能够更全面地评估材料的摩擦性能，还能够提供更准确、更可靠的测试数据。这对于材料科学的研究和工程应用具有重要意义。3.2 促进技术创新和产业升级随着测试原理的改进和测试方法的丰富，薄膜摩擦系数仪在材料研发、产品设计、工艺优化等方面将发挥更加重要的作用。它不仅能够为科研人员提供更为精准的测试数据支持，还能够促进技术创新和产业升级，推动相关行业向更高质量、更高效率的方向发展。3.3 提升产品质量和市场竞争力通过采用新标准进行测试，企业可以更加准确地评估其产品的摩擦性能，从而在生产过程中采取相应的改进措施以提升产品质量。高质量的产品不仅能够满足用户的实际需求，还能够提升企业的市场竞争力，为企业带来更大的经济效益和社会效益。四、结论与展望综上所述，薄膜摩擦系数仪新标准相比旧标准在测试原理上进行了显著的改进和新增了多种测试方法。这些改进不仅提高了测试的全面性和准确性，还促进了技术创新和产业升级。未来，随着科技的不断进步和测试需求的不断变化，薄膜摩擦系数仪的测试标准还将继续发展和完善。我们期待在不久的将来能够看到更多先进的测试原理和方法被引入到这一领域中来，为材料科学的研究和工程应用提供更加全面、准确和高效的测试支持。

7月30日，科技日报记者从中国科学院兰州化学物理研究所了解到，该所固体润滑国家重点实验室高温摩擦学课题组在新型润滑耐磨损高熵/中熵合金设计制备和性能调控等方面进行了系统研究，取得了系列进展。给出一种构筑多级纳米异质结构和成分波动特征来实现合金低磨损的新方法，相关研究成果近日发表于综合性学术期刊《研究》。新型高熵/中熵合金具有诸多新奇特性，为设计制备高性能金属基润滑耐磨损材料提供了新启发，是目前材料学和摩擦学研究的热点和前沿。在解决高温润滑与磨损方面具有重要应用价值传统合金往往是由一种或两种主要金属元素构成，其他合金化元素的比例相对很低。高熵/中熵合金是近年来发展起来的有别于传统合金的新型合金。高熵合金和中熵合金是由多种主要金属元素构成的合金，二者只是在主要金属元素的种类和数量上有差异。一般而言，高熵合金包含5个或5个以上等原子比的金属元素，而中熵合金则包含3个金属元素。高熵/中熵合金展现出许多优异的力学和物理性能。“高熵/中熵合金有几个明显的特点，主要包括组织结构表现出复杂异质性、成分表现出多组元特征，具有‘质剂不分’的浓缩固溶体结构、晶体结构表现出连续畸变性。”中国科学院兰州化学物理研究所研究员程军介绍，基于其独特的异质结构、成分波动、多级纳米析出相等微观组织结构和多组元特征，高熵/中熵合金展现出卓越的强度—塑性组合、高温结构稳定性、摩擦界面自保护、高温抗氧化等新奇特性。与传统合金相比，高熵/中熵合金具有非常广阔的成分调控空间，通过对高熵/中熵合金中的元素进行替换或增减，能获得一些具有特殊性能的微观组织结构和异质相，为设计制备高性能金属基润滑耐磨损材料提供了新思路。程军告诉记者，针对高熵/中熵合金体系开展润滑耐磨损成分设计，采用熔炼、粉末冶金或喷涂等工艺即可制备出具有润滑与耐磨损性能的高熵/中熵合金材料。“这类新型材料在解决航空航天、轨道交通、核能等领域高端装备运动与传动部件的高温润滑与磨损难题方面具有重要的应用价值和应用前景。”程军介绍。强度、塑性、热稳定性和耐磨性优于传统合金中低温下，金属材料摩擦表界面会发生严重的弹塑性变形、局部断裂和磨粒磨损，而高温下则会发生材料黏着、软化变形和氧化磨损，这些因素导致金属材料在宽温度范围内表现出严重的摩擦磨损。针对上述问题，晶粒细化和复合润滑相/抗磨相是目前提高金属材料耐磨损性能的主要手段。“但是，这两类方法通常会引发新的问题，如当晶粒细化至纳米尺度时，可能会在摩擦过程中引发严重的纳米晶不均匀塑性变形，增加磨损；复合润滑相/抗磨相和基体相之间的错配界面可能会使摩擦界面在磨损过程中发生脆性断裂。”程军说。研究表明，如果在摩擦副界面之间引入一个能够逐级释放摩擦应力的界面层，可极大减小摩擦过程中不均匀塑性变形和界面错配导致的磨损问题。然而，这种特殊的界面层难以通过常规的制备或加工手段获得。基于这个问题，研究人员考虑是否可通过调控合金的成分和结构设计制备一种新型金属材料，使其能在中低温摩擦过程中原位形成逐级释放应力的梯度界面耐磨层，高温摩擦过程中形成耐磨损釉质层，从而在宽温度范围内保持稳定的低磨损性能。高熵/中熵合金独特的浓缩固溶体结构使其表现出优于传统合金的强度、塑性、热稳定性和耐磨性等性能。因此，研究人员以镍元素为溶剂，引入等摩尔比的铝、铌、钛和钒4种元素作为合金化元素，通过将合金化浓度从25 at.%（原子百分数）提高至50 at.%，制备了一种具有纳米分级结构和成分波动特征的新型镍铝铌钛钒中熵合金。为了使溶质元素之间形成高混合熵的过饱和固溶体结构，元素粉末需经历32小时的机械合金化过程，形成面心立方结构和体心立方结构的混合固溶体粉末。研究人员通过放电等离子烧结使粉末在1050℃发生异质相分离，并在冷却后固结成型，最终形成高体积分数的纳米耦合晶粒相和分级纳米沉淀相，其呈现纳米分级结构和成分波动特征。纳米分级结构异质相的形成将使合金可在磨损诱导的变形过程中沿深度方向原位形成梯度界面层，选用高浓度的易氧化的铝和铌会促进合金在高温摩擦过程中快速形成保护性氧化釉质层。此外，高浓度的钛可显著提升合金体系的晶格畸变效应，从而提高摩擦界面层的屈服强度。“与传统合金相比，该合金的结构由分级纳米耦合晶粒组成，表现出纳米尺度的成分波动特征，这种独特的异质性结构使合金在室温至800℃宽温度范围内的磨损过程中自发激活自适应摩擦界面保护行为，形成耐磨损纳米梯度摩擦层或釉质层。该材料作为高温抗磨材料具有重要的应用价值。”程军说。他认为该合金成分可调、可采用热压、喷涂等多种工艺固化成型，有望实现产业化应用。