基于原位XPS分析的微动磨损摩擦氧化机理研究

  • 微动磨损是集磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、摩擦化学作用(摩擦氧化)四种基本磨损机制于一身的复杂磨损形式,然而,其摩擦氧化作用机理迄今仍不十分清楚。X射线光电子能谱(XPS)是摩擦化学分析的重要手段,本研究在首创的微动磨损XPS原位分析装置上,针对不同的材料配副、不同涂层和表面改性层,在不同气氛环境(真空、氧气分压、不同湿度大气、惰性气氛)下,通过运行工况微动图和材料响应微动图的建立,进行不同微动运行区域和损伤阶段的损伤表面XPS原位定量分析;研究揭示微动磨损过程中摩擦氧化的发生、发展和衍化过程及机理,阐明氧化磨屑的特性及其行为,并在摩擦界面耗散能定量分析、反应热力学和动力学分析基础上,建立微动磨损摩擦氧化机理的理论模型。本研究不仅是摩擦化学研究手段上的重要发展,而且对发展微动磨损基础理论具有重要科学意义,同时也对抗微动损伤的工程应用具有重要参考。