摩擦系数，您了解多少呢？

据悉，世界能源的三分之一到二分之一消耗于摩擦，而各种机械零件因磨损失效的约占全部失效零件的50%以上。例如，在汽车行业中，移动部件之间的摩擦会导致能量损失并降低燃料效率，大约10%的汽车能耗都是由摩擦磨损现象引起的，而工程材料和汽车部件表面的摩擦会降低大约3%至5%的燃油效率。 控制摩擦，减少无用的摩擦消耗不仅可以节省大量能源，减少设备维修次数，还能节省制造零件及其所需材料的费用。由此可见，研究摩擦的重要性。 1.摩擦系数 摩擦系数是研究材料摩擦损耗的重要参数。摩擦系数是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有关，而和接触面积的大小无关。 2.摩擦系数测定方法 1）平面法：建立在水平面原理上的一种测定摩擦的方法 标准：GB/T22895-2008纸和纸板静态和动态摩擦系数的测定平面法 原理：将试验表面以平面接触方式放在一起，并均匀施加接触。记录初始滑动所需的力（静摩擦力）和两表面间相对滑动的力（动摩擦力） 2）摩擦系数测试仪 主要依据标准为：ASTMD1894、ISO8295、TAPPI816、GB/T10006塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法

影响橡胶摩擦磨损性能的因素

由于高弹性，低模量的特点，橡胶的摩擦磨损性能受自身物理力学性能的影响较大。橡胶的硬度较小，与刚性物体接触时，真实接触面积较大，而真实接触面积的大小是决定摩擦的重要因素，因此，橡胶的硬度对其摩擦性能的影响较大。 橡胶的粘弹性参数tanδ对摩擦力有直接的影响，而橡胶交联度的降低，使tanδ增大，因此摩擦力增大，摩擦系数和磨损也随之增大。从物理化学的角度来看，交联越弱，磨损率越高，是由于较低程度的交联易被机械应力破坏的缘故。研究发现，电子束辐照导致乙丙三元橡胶的交联度增加，使得摩擦降低。 橡胶表面自由能的高低决定了橡胶与对偶间相互作用力的大小，进而对橡胶的粘着摩擦产生影响。一般而言，摩擦系数随表面自由能的增加而增大。 对橡胶进行填充改性时，在改变橡胶的物理力学性能的同时，也改变了橡胶的摩擦学性能。研究单轴定向聚酰胺纤维增强的氯丁橡胶(SFRR)和芳纶短纤维增强的天然橡胶时，发现材料的摩擦学行为与滑动方向密切相关，沿垂直于纤维取向方向摩擦时，磨损率 ，沿纤维取向摩擦时，磨损 大。在抗油性的丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶中，加入润滑剂(如有机硅油、MoS2等)后发现MoS2可在橡胶表面形成一润滑层，能降低表面能和滞后效应，进而使摩擦系数显著降低。 利用自身离子辅助离子镀，在橡胶表面沉积一层铜、钛、钨、锆等金属，能有效降低橡胶与对偶间的真实接触面积，显著降低摩擦力。氯化也可降低橡胶的摩擦系数及其对滑动速度和温度的依赖性。 橡胶的摩擦与粘弹性参数tanδ和弹性模量有直接关系，弹性模量随温度的升高而降低，tanδ则随温度的升高先上升后下降(极值点温度低于0°)。随温度的升高，橡胶的弹性模量下降，磨损斑纹间距增大。高温条件下，由于橡胶老化严重，撕裂强度降低，使得磨损率显著增加，并且磨损率呈周期性大范围变化。 润滑剂的存在可阻止橡胶与对偶面的直接接触，粘着摩擦明显降低，橡胶磨粒磨损的斑纹间距减小，磨损率也显著降低。但在选用润滑剂时，必须考虑它对橡胶的溶胀作用，以及高温油润滑所导致的橡胶的化学降解或热降解，否则可能会加剧磨损。