磁性薄膜陣列作用下鐵磁性材料的潤滑特性研究.pdf

1、磁性液體是一種新型的功能材料，它是將磁性的納米固體顆粒均勻地分散在基液中而形成的穩(wěn)定膠體體系，是一種良好的潤滑材料。它兼具了液體的流動(dòng)性和磁性材料的磁性，通過外加磁場，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)磁性液體的定位、定向與移動(dòng)。
　　表面織構(gòu)，即在摩擦面上加工出一定尺寸的凹坑或溝槽的陣列，已經(jīng)被證明是改善表面摩擦學(xué)性能的一個(gè)有效手段。結(jié)合磁性液體良好的潤滑性能和表面織構(gòu)優(yōu)異的摩擦學(xué)性能，本課題組通過在表面加工的凹坑陣列中沉積入磁性薄膜，首先提出了磁性薄

2、膜陣列的設(shè)計(jì)。
　　本文以磁性液體作為潤滑材料，對(duì)具有磁性薄膜陣列的鐵磁性材料表面摩擦學(xué)特性進(jìn)行研究。首先對(duì)磁性薄膜陣列的幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，選擇優(yōu)化后的試樣作為主要研究對(duì)象。然后對(duì)不同基體材料的試樣分別進(jìn)行摩擦學(xué)試驗(yàn)，并結(jié)合靜磁場有限元分析，分析了不同基體材料對(duì)磁性薄膜陣列潤滑特性的影響及其作用機(jī)理。接著制備了在凹坑內(nèi)沉積滿磁性薄膜的試樣，以排除表面織構(gòu)對(duì)試樣潤滑性能的影響，并對(duì)同一試樣充磁前后分別進(jìn)行摩擦學(xué)試驗(yàn)，更加充分地證明

3、磁性薄膜在磁性液體潤滑中的重要作用。同時(shí)還研究了不同磁性薄膜厚度對(duì)潤滑特性的影響。最后研究了不同上試樣對(duì)磁性薄膜陣列試樣潤滑特性的影響。本文主要得到以下結(jié)論：
　　一、采用光刻、掩膜電解及電沉積技術(shù)可以在鐵磁性材料表面加工出磁性薄膜陣列。得到的磁性薄膜陣列幾何尺寸精確，磁性薄膜晶粒致密均勻。試驗(yàn)證明磁性薄膜陣列在一定條件下能夠降低磁性液體潤滑時(shí)的摩擦系數(shù)。
　　二、結(jié)合對(duì)不同基體材料表面的磁場分析，并通過摩擦試驗(yàn)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，

4、基體材料為45鋼的磁性薄膜陣列試樣減摩效果優(yōu)于基體材料為316鋼的試樣。表明基體材料對(duì)磁性薄膜陣列作用下磁性液體的潤滑特性具有影響。
　　三、通過對(duì)鍍滿試樣充磁前后摩擦學(xué)試驗(yàn)的對(duì)比，得到充磁后試樣表面的摩擦系數(shù)總體低于充磁前試樣的摩擦系數(shù)。試驗(yàn)充分證明了磁性液體潤滑時(shí)磁性薄膜的減摩作用。進(jìn)一步對(duì)不同磁性薄膜厚度的試樣進(jìn)行摩擦學(xué)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在磁性薄膜厚度較大的試樣表面，充磁后對(duì)充磁前試樣的減摩效果更為明顯。證明磁性薄膜厚度影響試樣表面