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摩擦材料研究論文的統計分析論文
在日常學習和工作中，大家都跟論文打過交道吧，借助論文可以有效提高我們的寫作水平。如何寫一篇有思想、有文采的論文呢？下面是小編精心整理的摩擦材料研究論文的統計分析論文，希望能夠幫助到大家。
摩擦材料研究論文的統計分析論文 篇1
摩擦材料是應用在動力機械和裝備中起制動、傳動、減速、駐車等作用的功能材料[1],如汽車的剎車片（制動） 和離合器面片（ 傳動）等。 從化學組成看，摩擦材料是高分子復合材料，由高分子粘結劑（樹脂和橡膠）、增強纖維（ 如玻璃纖維、鋼纖維、碳纖維等） 、摩擦性能調節劑和填料等構成。 摩擦材料多用在汽車工業中，是汽車的關鍵安全部件，摩擦材料性能的好壞直接關系著人民群眾的生命和財產安全。
本文以中國知網 （CNKI） 所屬的中國學術期刊網絡出版總庫（CAJD）作為數據來源，對其收錄的 2001- 2015 年摩擦材料研究論文進行統計和分析，以揭示我國摩擦材料的研究現狀和趨勢，從而為摩擦材料的研發提供有益的借鑒和幫助。
1 數據與方法
CNKI- CAJD 是世界上最大的中國學術期刊全文數據庫， 基于CNKI- CAJD 統計分析摩擦材料研究文獻， 其結果能較全面地反映我國在該領域的研究現狀。 本文以“ 摩擦材料”為主題詞進行檢索，時間區間為 2001- 2015 年，檢索時間為 2015 年 10 月 3 日，獲得摩擦材料文獻合計 1515 篇。 將所得文獻以年代、來源刊、作者、關鍵詞等進行統計，采用均一統計法，即把 1 篇文獻的所有作者同等看待。
2 結果與分析
2.1 年度分布
2001- 2015 年 CNKI- CAJD 數 據庫 收 錄 摩擦 材料研 究 論 文1515 篇 , 其 中 :2001 年 55 篇 、2002 年 91 篇 、2003 年 106 篇 、2004年 104 篇、2005 年 103 篇、2006 年 115 篇、2007 年 124 篇、2008 年109 篇 、2009 年 94 篇 、2010 年 100 篇 、2011 年 103 篇 、2012 年 111篇、2013 年 124 篇、2014 年 101 篇、2015 年 75 篇，以 2001- 2014 年計算年均增長率約為 4.79%,摩擦材料的.研究呈現出平穩發展的趨勢。
2.2 期刊分布
統計分析不同期刊在 2001- 2015 年刊載摩擦材料研究論文的數量， 載文量前 14 位的期刊與發文量及其所占摩擦材料研究論文總數的百分比見表 1,其中載文量最多的前三種期刊分別是《 非金屬礦》、《 潤滑與密封》和《 摩擦學學報》，刊載摩擦材料研究論文合計253 篇，占論文總數的 16.7%. 14 種期刊刊載摩擦材料研究論文合計 458 篇，占論文總數的 30.2%,平均一種期刊刊載 32.7 篇。 根據文獻計量學的基本定律， 這 14 種期刊屬于摩擦材料研究領域的核心期刊。
2.3 作者分布
統計分析 2001- 2015 年摩擦材料論文的作者分布，發文量最多的作者是西北工業大學的付業偉，發文量 28 篇。 根據著名學者普賴斯（Price）提出的計算公式： M = 0.749 （Nmax）1/2,式 中 ,M為論文篇數，Nmax為統計年限中最高產作者的論文數， 發文量大于M 篇的人才可稱為該領域核心作者或多產作者[2]. 此處 Nmax= 28,代入公式可得 M值為 3.96. 按照取整原則，M整數值為 4,即在摩擦材料研究領域中發文量 4 篇或以上的作者， 才可被看作該領域的核心作者。 表 3 列出了 2001- 2015 年發表摩擦材料論文數量前 14位的作者，其發文量均在 14 篇及以上，故均為核心作者。 在 14 位核心作者中，出現多位作者來自同一機構的情況，如付業偉、李賀軍、費杰均來自西北工業大學，姚萍屏、熊翔則都來自中南大學，表明在一些核心機構中形成了相對集中的研究團體。
2.4 研究熱點分析
關鍵詞是對文獻的研究對象、方法、內容、目的等的高度概括，從關鍵詞分布可以看出該領域的研究熱點、 創新點以及發展趨勢等。 表 3 列出了頻次在 18 次以上的關鍵詞合計 24 個，在這些關鍵詞中，涉及摩擦材料性能的關鍵詞出現最多，有“ 摩擦磨損”、“ 磨損率”、“ 熱衰退”等 10 個，表明性能是摩擦材料的一個重要研究熱點。
為了保證制動和傳動的可靠性， 摩擦材料一般需滿足以下性能要求：具有足夠而穩定的摩擦系數，以達到有效的制動、傳動效果；較低的磨損率， 以延長使用壽命；較高的機械強度，以保證足夠的安全系數；低噪聲、無毒，以利于健康和環保[3].摩擦材料根據其制造工藝有粉末冶金摩擦材料、紙基摩擦材料等的區分。 銅基摩擦材料是采用粉末冶金工藝制造的以銅或銅合金為主要組分的摩擦材料。 而紙基摩擦材料由增強纖維、高分子粘結劑、摩擦性能調節劑等組成，因采用類似造紙的方式生產而被稱為“ 紙基”[4]. 除了用于汽車的剎車片和離合器外，在超聲電機中的應用也是摩擦材料的一個研究熱點[5].
3 結論
隨著科技的發展和社會的進步，對摩擦材料的性能要求越來越高，如山區路況和一些重載車型要求摩擦材料能長期耐受 380℃以上高溫，而摩擦材料所用的有機粘結劑酚醛樹脂一般很難達到這一溫度，因此對摩擦材料用酚醛樹脂進行耐熱改性一直是摩擦材料的一個重要研究方向。 同時隨著人們環保意識的增強，無石棉摩擦材料已經漸漸成為主流，尋求無毒、可再生、低成本的原料以及清潔的生產工藝也將將成為受人關注的研究方向。
參考文獻
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[2]鐘文娟。基于普賴斯定律與綜合指數法的核心作者測評[J].科 技管理研究，2012（2）：57-60.
[3]叢 培紅，吳 行陽，劉 旭軍，等。摩擦材料用有機粘接劑的研究與進展[J].高分子材料科學與工程，2012,28（1）：180-183.
[4] 楊瑞麗， 付業偉。 紙基摩擦材料的國內研究進展 [J]. 材 料導報，2006,20（10）：17-20.
[5]曲 建俊，王 彥利。超聲波電機用摩擦材料的研究進展 [J].摩 擦學學報，2010,30（5）：513-520.
摩擦材料研究論文的統計分析論文 篇2
1 海洋環境下關鍵摩擦副材料摩擦學研究現狀
1.1 金屬與金屬配副在海水中的摩擦學行為
金屬合金因具有高比強度、耐高溫和耐腐蝕等優異的性能而被廣泛應用于石油、化工、生物、航海等領域。近年來，隨著海洋設備的開發和利用，一些合金具有優異的耐腐蝕性能、良好的低溫性能、嵌藏性和順應性能，為水下機器人、深海設備、海水柱塞泵等領域關鍵摩擦副材料的選擇提供了技術支持，因此，研究金屬材料在海洋環境中的摩擦學特性備受關注。
Wang等通過研究海水靜壓力對316鋼、Hastelloy C-276、Inconel 625和TC4鈦合金摩擦磨損機制的影響，發現合金的磨損率隨海水靜壓增大呈指數遞減關系。Zhang等研究了海水鹵化物濃度對奧氏體不銹鋼摩擦學特性的影響，發現海水鹵化物雖然提高了不銹鋼點蝕的敏感性，但能降低材料的摩擦系數，提高材料的摩擦學特性。Cui等通過研究Cu-6Sn-6Zn-3Pb合金在海水、蒸餾水和干摩擦條件下的摩擦學行為，發現在海水條件下的摩擦系數低于純水，在純水和干摩擦條件下，合金以磨粒磨損和塑性變形為主，但在海水下則以磨粒磨損、塑性變形和腐蝕磨損為主。海水對摩擦副具有潤滑、冷卻和腐蝕的交互作用。陳君等研究了海水腐蝕對TC4鈦合金、Hastelloy C-276合金、Inconel 625合金和Monel K500合金與316不銹鋼對磨時的影響，并與純水環境下進行了比較，研究發現海水具有明顯的潤滑作用，降低了摩擦副的摩擦系數，但海水的腐蝕加速了合金的磨損，海水環境下腐蝕與磨損的交互作用對摩擦副的摩擦學行為影響較大。吳海榮等研究了ZChSnSb8-8(巴氏合金)/AISI52100(軸承鋼)摩擦副在模擬海水環境下的摩擦學行為，發現海水對巴氏合金具有潤滑和腐蝕雙重作用，巴氏合金特有的微觀組織以及海水的潤滑作用，使其在海水環境下相比于干摩擦具有較低的摩擦系數和磨損率，但海水對巴氏合金的腐蝕加劇了其磨損。鈦合金表面在海水中會立即生成一層保護膜，使之處于鈍化狀態，在常溫海水環境中不發生點蝕和縫隙腐蝕，是目前已知的抗常溫海洋環境最優異的金屬材料。丁紅燕等研究發現TC11(鈦合金)/GCr15(軸承鋼)摩擦副在人造海水中的摩擦系數比在純凈水中低，原因是隨著載荷的增加，摩擦接觸點的局部應力增大，在正應力作用下形成細小的磨屑，這些磨屑在海水中起到類似“滾珠”的作用進一步降低摩擦系數。TC11在海水中形成的潤滑膜也有助于降低摩擦系數，但其磨損量比純水中要高，原因是海水的腐蝕加速了磨損;TC11在海水中的磨損機制主要是疲勞脫落和磨粒磨損。李新星等研究了TC4/GCr15摩擦副在空氣、純水和模擬海水環境下的摩擦學行為，結果顯示TC4在模擬海水中的腐蝕速度加快，磨損率一直最高，腐蝕和磨損兩者在海水環境下有明顯的相互促進。TC4在模擬海水中形成潤滑膜可明顯降低摩擦系數，進一步研究發現，其在模擬海水中的磨損機制是疲勞磨損和磨粒磨損的綜合作用Zhu等研究了不同環境下Ni3Al合金與AISI 52100摩擦副在不同載荷下的摩擦學行為，發現在海水中能明顯提高Ni3Al合金的摩擦學性能，使其優于TC4鈦合金，海水對摩擦副同樣存在冷卻、潤滑和腐蝕的綜合作用。通過以上的研究可以看出，金屬與金屬配副在海水中的摩擦學行為不僅受海水的壓力、鹵化物濃度等影響，而且海水對摩擦副存在冷卻、潤滑和腐蝕的綜合作用。海水在一定程度上起到了潤滑的作用，但其對金屬材料的腐蝕加劇了其磨損。因此，研究海水冷卻、潤滑和腐蝕對其共同作用的摩擦磨損機理可以更好地反映其在海水中的摩擦學行為。
1.2 陶瓷與金屬配副在海水中的摩擦學行為
陶瓷材料因具有耐腐蝕、耐高溫、高硬度、耐磨、無污染等特性，被廣泛應用于工程領域。隨著科技的發展，新型陶瓷材料在工程領域中的應用不斷擴大，特別是海洋極端環境下要求陶瓷材料能穩定可靠地工作，基于海水潤滑的陶瓷摩擦副應運而生。
陳君等研究了TC4/Al2O3摩擦副在模擬海水下的腐蝕磨損行為，結果顯示：TC4在海水中會發生鈍化，表面會生成致密的TiO2鈍化膜使其具有較好的耐腐蝕性能;在磨損過程中由于鈍化膜的破壞而產生的新鮮表面能迅速復原，摩擦對腐蝕具有明顯的促進作用;通過對腐蝕與磨損交互作用的進一步分析發現磨損作用大于腐蝕，另外腐蝕與磨損的交互作用在低載荷、低轉速下尤為明顯。Cui等研究了SiC復合陶瓷與不銹鋼配副在海水中的摩擦學行為，研究顯示SiC中的石墨可以有效提高其在海水中的潤滑作用，復合陶瓷中的青銅與SiC的協同作用使其具有優異的摩擦學特性。任書芳等研究了NiCr合金、不銹鋼在干摩擦、蒸餾水和人工海水中的摩擦磨損性能，分析結果顯示，不銹鋼在海水中摩擦磨損比蒸餾水更低，可能是Fe和海水發生反應生成的FeCl2起到了減摩抗磨的作用。NiCr合金中的Cr元素在摩擦作用下和海水反應生成的磨損產物CrCl3或鉻酸鹽(CrO22- 或CrO42-)等具有優異減摩抗磨作用。摩擦副的機械磨損為晶粒拔出脫落和黏著磨損，雖然在摩擦條件下存在機械磨損和摩擦化學磨損競爭，但機械磨損一直為主要磨損機制。Liu等研究了氮化硅/不銹鋼配副在海水潤滑下的摩擦學特性，并與干摩擦、純水環境下進行比較，發現氮化硅摩擦表面與水發生摩擦化學反應生成SiO2膠體粒子，而海水中的某些離子也能促進膠體粒子的生成使摩擦表面形成邊界潤滑，獲得較低的摩擦系數和磨損率。Wang等研究發現Ti3AlO2陶瓷硬度高于AISI 316L，所以兩種材料在相互摩擦過程中有大量的三體磨屑產生，但在摩擦過程中海水能帶走大量的磨屑，使摩擦副獲得較為穩定的運動狀態，但仍有較高的摩擦因數和磨損率。摩擦接觸表面發生了摩擦化學反應，生成了TiO2、Al2O3和Fe3O4。通過以上的研究結果發現，在海水環境中，金屬與陶瓷摩擦副在低載荷、低轉速時腐蝕和機械磨損的交互作用不可忽視。在不同的試驗條件下會存在機械磨損與腐蝕的相互競爭關系，但機械磨損始終對摩擦表面的磨損影響最大。海水具有較好的潤滑作用，某些陶瓷材料在海水潤滑下發生了摩擦化學反應，生成的產物使其獲得較好的摩擦特性。因此，具有水潤滑特性的陶瓷材料將是海水潤滑領域的研究重點之一。
1.3 陶瓷與陶瓷配副在海水中的摩擦學行為
Chen和Gates分別研究了Si3N4與SiC陶瓷在海水中自配時的摩擦學性能，結果顯示，通過一段時間的摩擦后，兩種陶瓷材料的`摩擦系數都很小，但Si3N4的磨合時間短于SiC，原因主要是兩種陶瓷材料表面發生的摩擦化學反應以及形成產物的影響。余歆尤等通過對比Sialon、SiC、ZrO2和Al2O3陶瓷材料在海水環境下的摩擦學性能，發現SiC/SiC摩擦副的摩擦性能最佳。任書芳等研究了Ti3SiC2陶瓷與Al2O3陶瓷摩擦副在人工海水下的摩擦學行為，研究發現，Ti3SiC2在海水條件下的磨損特征表現為晶粒的拔出與脫落，海水介質阻止了摩擦表面材料的轉移。摩擦副仍受機械磨損與摩擦氧化的交互作用影響。劉海葉研究了SiC/Ti(C，N)陶瓷摩擦副在海水下的摩擦學性能，研究結果顯示：高速高載、高速低載SiC/Ti(C，N)陶瓷摩擦副在海水中滑行都能進入流體潤滑狀態，磨合過程中發生了機械磨損和化學腐蝕磨損，海水中的Na+ 與其他離子的共同作用可以加速潤滑膜的形成，使SiC/Ti(C，N)摩擦副具有更優異的摩擦學性能。Kong等發現C-Co陶瓷/氟化物配副在海水環境下能獲得較低的摩擦因數和磨損率，海水對于摩擦學性能的提高起到了關鍵的作用，同時促進摩擦表面摩擦化學產物Al2O3和SiOx的生成。Wang等研究了Ti3AlO2陶瓷分別與Al2O3和SiC配副在海水環境下的摩擦特性，研究發現Ti3AlO2陶瓷并未顯示出較好的摩擦學特性，摩擦表面的磨損主要是機械磨損。但Ti3AlO2/SiC卻表現出優異的摩擦學性能，主要原因是摩擦表面發生了摩擦化學反應生成一層表面潤滑膜，摩擦潤滑膜的主要成分有TiO2、Al2O3以及SiOx。試驗顯示，Ti3AlO2/SiC是一種極具潛力的海洋潤滑材料。總體來說，陶瓷材料在水潤滑環境下通過摩擦化學反應在摩擦表面形成潤滑膜，降低了摩擦因數和磨損率，海水中含有的某些離子可促進摩擦反應和潤滑膜的形成，使其具有更好的摩擦學特性，有利于在海水潤滑摩擦副中的應用與推廣。陶瓷摩擦副主要受到機械磨損和摩擦化學磨損的交互影響。
1.4 聚合物與金屬配副在海水中的摩擦學行為
相對于金屬和陶瓷材料，聚合物及其復合材料可在一定條件下產生較大的變形，具有較好的完全復原能力，其所具有的包埋磨粒特性能極大地提高其耐磨性，因而被廣泛應用于海水環境下的關鍵摩擦副材料。
Lancaster發現在海水環境下，碳纖維增強的聚合物與S80不銹鋼對摩時的磨損率小于純水中的磨損率，原因可能是海水對金屬對摩面的腐蝕促進其表面的拋光與粗糙度的降低。王建章等研究了超分子量聚乙烯等復合材料在海水、純水中分別與鋼(GCr15)和鎳基合金(Ni-Cr-WC)對摩時的摩擦學行為，研究發現：碳纖維/PTFE(聚四氟乙烯)具有最低的摩擦系數和磨損率，比較適合于海水潤滑。5種材料與GCr15在海水中對摩時的摩擦系數與磨損率較高的原因是GCr15在海水腐蝕下表面粗糙度增加，使得海水液膜難以形成，海水的潤滑作用較差;另外，軟質聚合物與硬質金屬之間的直接接觸面積增大，因而，聚合物的摩擦系數與磨損率隨著GCr15表面粗糙度的增加而增大。這種依賴于介質對對偶面腐蝕的磨損稱為間接腐蝕磨損。Ni-Cr-WC合金不僅在純水或海水中的接觸角小于GCr15，而且依據液膜厚度與摩擦表面的潤滑性能密切相關的理論，其在兩種介質中的潤滑性能和表面潤滑作用均優于GCr15。王建章研究了UHMWPE(超高分子量聚乙烯)等聚合物在海水潤滑下的摩擦學行為，并考察了TC4等金屬材料在模擬海洋環境中的磨損機制，研究發現：海水具有比純水更優異的潤滑性能的決定性因素是海水中所含的Ca+ 與Mg+，海水潤滑是一種以邊界潤滑和流體潤滑共同作用的混合潤滑;聚合物在海水潤滑下與不同金屬對摩時，遵從間接腐蝕磨損機制;UHMWPE與碳纖維/PTFE是十分具有潛力的海水潤滑材料;金屬材料在海洋環境中自配時，其磨損率的對數與海水靜壓或者海水深度呈指數遞減的關系;在深海環境下，TC4具有其他合金無法比擬的耐磨損能力。
孫文麗等研究了賽龍/鍍鎳鋼配副在海水潤滑條件下的摩擦與潤滑特性，研究發現，海水潤滑可以降低溫度對摩擦副表面的影響。在海水潤滑下，摩擦系數隨著速度增大而下降，原因是水的潤滑作用使摩擦表面的最大摩擦力小于干摩擦條件下的摩擦力。當溫度達到60℃時，賽龍材料在水中會發生分解，所以控制海水溫度對提高摩擦副的摩擦學性能有著至關重要的作用。摩擦副的磨損機制有腐蝕磨損、氣蝕磨損和磨粒磨損。段海濤研究了GCr15分別與賽龍、飛龍、超高分子量聚乙烯摩擦副在淡水和海水介質中的摩擦學特性，研究結果顯示：超高分子量聚乙烯/GCr15與飛龍/GCr15摩擦副在海水介質中的摩擦系數都隨著轉速的增加而下降;超高分子量聚乙烯與飛龍的磨損體積都隨著轉速的增加而增加;超高分子量聚乙烯的磨損機制主要是磨粒磨損、塑性變形和材料褶皺，賽龍的磨損機制主要是磨粒磨損、疲勞磨損和材料褶皺。飛龍/GCr15摩擦副在海水介質中的摩擦系數隨時間延長呈現先升高后緩慢降低的趨勢，隨轉速的增加而降低;磨損機制主要是磨粒磨損、疲勞磨損。通過進一步比較發現，在海水介質中，超高分子量聚乙烯/GCr15摩擦副的摩擦系數和磨損體積都最小。張麗靜研究了聚四氟乙烯/鍍鎳45#鋼摩擦副在海水潤滑條件下的摩擦磨損性能，研究發現：海水起到了潤滑的作用，但海水的含沙量對摩擦系數的影響最大，其次是轉速;摩擦副表面有潤滑膜形成，PTFE材料在不含沙的海水中與鍍鎳45#鋼對摩后的表面相對較平滑;在含沙海水中的磨損主要是磨粒磨損和局部粘著磨損，這兩者的存在使材料表面磨損嚴重。目前，由于苛刻的工作環境對機械零部件的性能提出了極高的要求，而聚合物復合材料不僅有良好的力學性能和摩擦性能，還具有良好的化學穩定性等優點，成為海水潤滑材料的新選擇。通過大量研究發現，UHMWPE/PTFE、碳纖維PTFE在海水環境下具有更好的摩擦學性能，是十分具有潛力的海水潤滑材料。聚合物材料在海水環境下的磨損遵從間接腐蝕磨損，即其磨損程度取決于海水對其配副的腐蝕，因此選取性能優越的配副材料對聚合物摩擦副尤為關鍵。海水溫度、含沙量也是影響聚合物材料摩擦學性能的因素，探尋在海水環境下使用摩擦學性能更佳的聚合物材料具有重要的科研和實用價值。海水所具有的復雜介質環境使其具有比純水更好的潤滑性能，海水中的離子促進潤滑膜的形成，提高接觸表面的潤滑特性。海水環境中，腐蝕磨損、氣蝕磨損和磨粒磨損是聚合物材料的主要磨損機制。金屬材料在海水中的磨損率還與海水的深度、壓力等有關。鈦合金(TC4)表現出優異的摩擦學性能，為深海環境下金屬材料的選擇提供新的思路。另外，改善聚合物材料的物化特性，系統深入研究聚合物與金屬配副在海水環境下的摩擦磨損性能，在海洋工程領域具有重要的意義。
橡膠材料因具有減振、抗摩擦磨損、易加工等特性而被廣泛使用在海洋平臺的減振系統、海洋裝備的密封系統等。橡膠可以克服傳統金屬摩擦副壽命短、漏油污染等缺點，被廣泛應用于海水潤滑軸承。
廖明義等制備了丁腈橡膠摩擦副，研究其在海水介質中的摩擦磨損性能，研究發現：炭黑量和二氧化鉬添加量明顯影響橡膠的摩擦因數和磨損量;隨著載荷的增大，橡膠摩擦副的摩擦因數和磨損量均呈現先增大后減小再明顯增大的趨勢;隨著轉速的增大，橡膠摩擦副的摩擦因數和磨損量均明顯減小，并且海水中的摩擦因數和磨損量均大于淡水，原因主要是海水中含有大量的Na+、Cl- 阻礙海水在橡膠摩擦副表面形成光滑的水膜;配副45#鋼產生了電化學腐蝕，在增加其表面粗糙度的同時也削弱了海水的潤滑作用，導致摩擦副在海水中的摩擦因數與磨損量增加。他們隨后研究了氯磺化聚乙烯(CSM)橡膠摩擦副在海水中的摩擦磨損特性，同時與丁腈橡膠(NBR)進行對比，結果表明：CSM顯示出優異的耐水性能，均優于NBR;在變速、變載荷的實驗條件下，CSM 摩擦副的摩擦系數、磨損量在絕大多數工況下均小于NBR，是一種制備水潤滑橡膠摩擦副的理想基體材料。董從林等系統研究了橡膠材料在水潤滑軸承上的潤滑機理、磨損機理和可靠性壽命等，獲得較好的試驗結果。橡膠材料在海水中的摩擦學特性受橡膠的種類、填料、載荷、轉速、海水環境等影響。海水中所含有的離子阻礙了橡膠表面產生潤滑膜，配副材料的腐蝕也進一步加劇摩擦表面的磨損。因此，在實際研究中針對其所存在的缺點，需對橡膠材料進行改性，以期獲得更好的摩擦磨損性能，同時，選取性能優越的配副材料也尤為關鍵。
1.5 聚合物與陶瓷配副在海水中的摩擦學行為
海水液壓泵作為海水液壓傳動的核心元件之一，被廣泛地應用于海洋工程裝備技術中，而海水液壓泵關鍵摩擦副的材料因為使用環境的特殊一直受到極大的限制。一方面，需要摩擦副材料耐海水腐蝕;另一方面需要摩擦副材料耐磨損，因此研究出適合海水液壓泵關鍵摩擦副部件的材料具有非常重要的意義。
Sumer等研究了PEEK(聚醚醚酮)和玻璃纖維增強PEEK在干摩擦和水潤滑條件下的摩擦磨損特性，研究發現純PEEK和玻璃纖維增強PEEK的磨損系數和磨損率隨著施加壓力的增加而增加。磨損率隨著滑動速度的增加而增加，但摩擦因數卻隨著速度的增加而降低。相比于干摩擦條件，水潤滑條件下能獲得較低的摩擦因數和磨損率。Zhang等研究了碳纖維增強PEEK在水潤滑條件下的摩擦磨損特性，發現碳纖維增強PEEK比純PEEK表現出更好的摩擦學特性，一些碳纖維被擠壓和碾磨，混合分布在摩擦表面，提升了其耐磨性。碳纖維增強PEEK具有較小的摩擦因數，而且其在摩擦過程中的溫度變化不大，可使其保持穩定的滑動狀態。Chen等對比研究了碳纖維增強PEEK在干摩擦、純水以及海水環境下的摩擦學行為，結果發現碳纖維能極大地提高PEEK在海水環境下的摩擦特性，特別是碳纖維體積分數為10%時，性能最好。原因是碳纖維能有效地分擔摩擦接觸面的負載，減少了基體的磨損。另外，海水表現出較好的潤滑效果。申鳳梅研究發現，氮化硅(Si3N4)不適宜用于滑動速度經常發生變化的摩擦配副材料，但適用于壓力不斷變化的場合。廖伍舉等研究了PEEK450-FC30(碳纖維增強聚醚醚酮)與SiC(碳化硅)摩擦副在海水潤滑下的摩擦磨損特性，發現在一定范圍內的滑動速度、接觸壓力下，該摩擦副呈現較小的磨損率和摩擦系數。在海水潤滑下，SiC磨損并不明顯，而PEEK450-FC30的磨損主要是以塑性涂抹為特征的粘著和SiC 表面粗糙峰引起的機械犁耕。唐群國等研究了Ti(C，N)基金屬陶瓷/CFRPEEK(碳纖維增強聚醚醚酮)配副在海水潤滑下的摩擦磨損特性，研究發現：Ti(C，N)金屬陶瓷表面存在大量材料制備過程中形成的孔洞，摩擦過程中CFRPEEK 表面脫落的磨屑嵌入這些微孔內，使其摩擦表面摩擦后無明顯的磨屑，有利于減小摩擦;同時這些疏松的孔洞還能儲存水，改善了潤滑條件。
在海水環境下，通過改變聚合物材料的成分，引進力學性能較好的玻璃纖維、碳纖維等材料所制得的聚合物復合材料具有優異的摩擦磨損特性;但聚合物的磨損仍然受配副材料的影響。納米材料技術的發展為聚合物摩擦學的改性研究提供了新的理論與方法。系統深入研究納米聚合物材料及復合填料的協同可提高聚合物材料在海水環境下的摩擦學特性。金屬陶瓷兼有金屬和陶瓷材料的特點，具有良好的耐磨性、高硬度以及良好的化學穩定性，也是近年來海水環境下摩擦副材料的研究熱點之一。結合聚合物和某些陶瓷材料優異的摩擦學性能，系統地研究其在海水中的摩擦學、可靠性等關鍵問題，可以為海水液壓泵中關鍵摩擦副材料的選取提供重要的依據。
1.6 其他技術在關鍵摩擦副材料中的應用
21世紀是人類全面認識、開發利用和保護海洋的新世紀。海洋工程材料的發展與突破是實現海洋科技創新、海洋可持續發展的基礎和先導。海洋工程材料在海洋極端環境下的摩擦學問題及失效機制的探索成為我國海洋工程領域亟待發展的關鍵技術之一。當前海水環境下關鍵摩擦副材料的研究除了前面介紹的幾種以外，還有一些新的技術。表面工程技術近年來已成為實現海洋工程裝備材料最終性能的重要手段，它可以不破壞材料的自身性能，對材料表面性能進行強化或再生，使材料表面具有優異的摩擦學特性。海洋工程裝備關鍵部件的表面強化技術主要有離子注入、表面涂層技術等。根據相關的研究，離子注入可有效地降低陶瓷的摩擦系數和磨損率，陶瓷表面特定的涂層可有效改善其在水潤滑中的摩擦磨損性能。張明星等研究發現，Ni-B涂層可有效提高45#鋼的耐腐蝕性能，使其在海水中的腐蝕速度降低。劉栓等研究表明石墨烯環氧涂層可有效降低摩擦副在海水環境中的摩擦系數和磨損率。陳顥等在鑄鐵表面制備了3種不同環氧值的環氧樹脂涂層，發現海水環境中涂層的摩擦系數和磨損率均低于干燥條件，涂層在接觸面可形成水膜將摩擦副隔開，減小了接觸面積和載荷;磨屑被海水及時帶走抑制了磨粒磨損，減小了摩擦系數和磨損率。王建章等研究了聚四氟乙烯/Ni-P合金涂層在海水潤滑下的摩擦學行為，研究結果顯示：水相介質沒有對Ni-P涂層造成腐蝕;海水潤滑下Ni-P合金涂層表面沉積了分子淤泥狀的物質Mg(OH)2和CaCO3，使其具有一定的邊界潤滑作用，起到隔離摩擦副阻止摩擦副的直接接觸。考慮到許多摩擦副材料在海洋環境下的腐蝕行為，涉及電化學腐蝕、載荷和腐蝕作用下的耦合摩擦學行為，因此，研究海水環境下材料的耐腐蝕磨損也尤為關鍵。通過選取性能優異的材料，優化工件的設計以此來減少摩擦過程中的腐蝕磨損，同時通過電化學保護、表面處理等技術來控制腐蝕磨損也是近年來的發展趨勢之一。材料的表面改性也能提高材料的耐磨性和抗蝕性，日益受到材料防腐蝕領域的重視。
總體來看，表面工程技術可以賦予材料表面特殊的性能，使其在海水環境下具有較好的摩擦學性能，是海洋材料摩擦學的主要發展方向之一。涂層材料在海水環境的作用下可形成一層潤滑膜，阻止摩擦副的直接接觸，使摩擦副具有優異的摩擦性能，海水的混合潤滑作用進一步提高摩擦副的摩擦學性能。研究材料的電化學腐蝕，載荷和腐蝕作用下的耦合摩擦學行為，對減少材料的腐蝕磨損也至關重要。新型的研究方法能極大地拓寬海洋材料的種類，同時也為海洋工程裝備的關鍵摩擦副材料提供了有力支撐。探索出針對不同配副的表面技術和耐腐蝕技術以期獲得優異的摩擦學特性是未來海洋環境下關鍵摩擦副材料的發展方向。
2 結語
海洋資源開發和海洋經濟活動的發展都離不開相關設備的支持，而開展海洋環境下關鍵摩擦副材料的摩擦學研究，不但可以豐富現有的摩擦學理論，促進海洋極端環境下摩擦學實驗的長足發展，而且引入材料學、防腐蝕等學科內容，可彌補現有知識的不足，為我國海洋領域存在的工程技術問題的解決提供新的方法與思路，也為海洋裝備及關鍵摩擦副的安全及可靠性工作提供有力的支持。雖然海洋環境下材料的摩擦學有了一定的發展，但由于海洋環境的復雜多變，海洋工程裝備面臨的摩擦學問題復雜多樣，試驗難度大等問題，目前，該領域仍有許多問題值得進一步研究。
(1)材料在海水環境下的摩擦磨損多是某些因素交互作用產生的，這些交互作用機理對材料摩擦學影響的研究尚不完善，例如，腐蝕和機械磨損對關鍵摩擦副的交互作用機理、機械磨損和摩擦化學磨損對關鍵摩擦副的交互作用機理等。
(2)海水介質環境較為復雜，海水環境對材料摩擦學的影響機理尚不完善，例如，海水的壓力、鹵化物濃度、含沙量、溫度等對關鍵摩擦副摩擦性能的影響。
(3)試驗方法和技術需進一步提高。海洋環境下關鍵摩擦副材料的摩擦學特性研究，需要將試驗模擬與實際海洋測試緊密聯系，同時也要將設計的試驗裝置與實際的海洋工程裝備緊密聯系。
(4)深海環境下關鍵摩擦副的摩擦與磨損機理的研究尚不完善，例如，在海水環境下，關鍵部件關鍵摩擦副在高壓大載荷交互作用下的摩擦學性能。
(5)關鍵摩擦副材料在海洋環境下的可靠性與壽命是保證海洋工程裝備安全可靠運行的前提，建立摩擦副材料關鍵試驗技術和數據庫，為提升材料的工作性能奠定基礎。
摩擦材料研究論文的統計分析論文 篇3
近幾年來，隨著我國汽車工業迅猛增長以及國外市場需求大幅增加，摩擦材料行業也得到了快速的發展。然而，摩擦材料專業人才培養和成長的速度遠跟不上行業發展的速度，特別是研發技術、項目管理、工程師等崗位的專業人才日益匱乏。根據行業、企業對人才的需求，咸陽師范學院依托的學科專業優勢在材料化學專業設立了摩擦材料專業方向。作為一個培養產品開發與應用人才的專業，采取的是校企合作“定制式”人才培養模式，經過幾年的探索與實踐，取得了一定的成果和經驗，已為該行業輸送一定量的本科畢業生。然而從畢業生的就業情況來看，主要存在兩方面的問題，一是畢業生與企業需要的人才在知識結構、專業能力上與用人單位上有一定的差距，另外，畢業生在專業層次以及數量等方面還不能滿足企業對人才的需求。因此，在教學理念、教學方法、教學內容以及人才培養模式上還需要不斷改革與創新，近年來國際工程教育改革的最新成果——CDIO工程教育理念為我們提供了一條可供借鑒的道路。
1 基于CDIO 理念多層次一體化的摩擦材料人才培養模式的提出
1.1 CDIO 工程教育理念
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，是由美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所知名大學共同研究出來的一種全新的工程教育理念。CDIO是英文單詞“ 構思”(conceive)、“設計”(design)、“實施”(implement)、“運行(operate)的縮寫。它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程，最終把學生培養成為具有扎實的工程基礎理論和專業知識，具有團隊協作精神，富有創新實踐能力的工程技術人才。CDIO以構思、設計、實施及運作全過程為載體來培養學生的工程能力，是一種新型工程教育模式，作為一種指導工程教育人才培養模式改革的教育觀念和方法論體系，符合現代工程技術人才培養的一般規律，具有良好的發展前景和推廣價值。
1.2 多層次一體化的摩擦材料人才培養模式
教育要與社會的發展相適應，在充分考慮學校、行業和社會等利益需求的基礎上，我院確定“為經濟和行業發展培養高素質摩擦材料應用型人才”的人才培養的目標。本專業培養系統地掌握材料科學的基本理論與技術，具備材料化學相關的基本知識和基本技能，能在材料科學與工程及與其相關的領域從事研究、開發、設計和生產的工程應用型人才。本科層次培養目標是培養具備勝任產品的技術研發、項目管理、技術服務等專業技術人才，�？茖哟蝿t側重于生產、營銷和工程項目的施工和運行等方面能力的培養。
專業人才的培養要體現知識、能力、素質協調發展的原則。為了滿足企業不同層次及規格人才的需求，按照“以就業為導向”，“以能力培養為核心” 的思路，建立多層次一體化的摩擦材料人才培養模式，該模式是基于面向同一企業不同職業崗位的需求培養不同層次及規格的人才，根據不同職業崗位所需人才的能力要求，借鑒CDIO理念與方法，以項目為載體，以能力培養為核心，確定面向應用的一體化專業人才培養方案、課程知識體系、項目教學大綱、項目案例等，設計由不同級別的課程體系分別對應于不同的專業和層次，而每一個課程體系中有精心規劃的構思、設計、實施、運行(CDIO)項目，作為教學計劃的重要組成部分。本�？频呐囵B方案在課程體系設置，培養途徑等環節上進行統一協調，增強課程的靈活性，形成模塊化、彈性化的課程體系，適應行業和社會對應用人才規格多變的需求。
2 基于CDIO 理念多層次一體化的摩擦材料人才培養模式的實施
2.1 以項目為導向多層次一體化的課程體系的構建
傳統的學科型的課程體系是按照知識結構設計和構建的，強調的是知識的完整性和系統性，忽視了生產實際。而CDIO 工程教育則要求一體化課程體系，以培養學生的職業能力、實踐能力和技術創新能力為目標進行構建的。突出專業課程的職業定向性，以職業能力作為配置課程的依托，注重知識和技能的結合，使學生獲得的知識、技能以滿足職業崗位的需求，培養學生善于“構想——設計——實施——操作”的產品設計與開發能力。同時，培養學生主動學習能力、團隊溝通協作能力。由于摩擦材料課程的項目化特點比較突出，所以整個課程體系架構基于工作過程的項目化教學基礎上。根據CDIO 課程大綱的能力體系架構，在一體化課程體系設計中，作為教學計劃的重要組成部分的CDIO項目，根據其目標要求分成不同類別的`項目，即課程項目、技能項目和課題項目。課程項目是指基于多個課程、包含一組相關核心課程能力要求的課程群項目。把相關聯的課程知識有機的結合起來;使學生認識到有機和關聯的知識群而不是孤立的知識點;使學生能夠理解課程在整個專業培養體系中的作用，包括在知識和能力培養中的貢獻。技能項目是基于職業崗位的相關知識和技能的訓練設計的項目，通過該項目的實施，加強學生職業技能的訓練。課題項目是指包含本專業核心能力要求的綜合項目，重點培養學生的專業核心能力。根據CDIO 的構思、設計、實施、運行幾個工程教育環節，并結合摩擦材料專業課程的項目化特點，模擬企業真實項目而來培養學生設計、創新、協調、溝通能力。
2.2 師資隊伍建設
多層次一體化的人才培養模式是以培養學生的工程實踐能力為核心，以CDIO項目為主線貫穿于專業課程學習中，因此，教師的工程實踐能力與教學水平是影響專業人才培養目標能否實現的關鍵因素。CDIO 要求專業教師不僅具備教學能力，而且需要有在工業環境中的工程實踐經驗，有完成一個實際產品或系統地構思、設計、實施和運行的經歷。就目前高校教師隊伍的狀況看，多數教師接受的是傳統教育，他們的知識結構基本上是學術型的，缺乏社會應用型人才培養所要求的知識體系和工程實踐能力，針對目前師資隊伍現狀，結合培養特色與師資現狀，一方面我們應制定并及時調整各項激勵政策，充分激發教師從事工程實踐教學的熱情，加快教師教育觀念轉變和知識、技術更新，通過采取建立鼓勵專職教師到企業掛職和頂崗工作等激勵機制，讓教師到企業實際工作崗位上鍛煉，使自己成為具有專業教師和工程師素質的“雙師型”教師。另一方面依托校企合作平臺，聘任來自行業、企業精通生產操作技術、掌握崗位核心能力的專業技術人才來擔任兼職教師參與教學，發揮他們懂技術、知工藝、掌握專業前沿發展動態的優勢。著力培育一支適應摩擦材料應用型人才教育的師資隊伍。
2.3 校內外實踐教學平臺的建立
工程專業學生的基本技能的綜合運用能力、設計能力以及人際交往能力，必須在真實的工程實踐環境中得到鍛煉和培養，因此，工程實踐場所是實現CDIO教學計劃的一個關鍵要素。結合CDIO 對工程實踐環境的要求，以學生為中心構建與CDIO 人才培養模式相適應的校內校外實踐教學環境。建設校內摩擦材料制備檢測實訓中心。實訓過程上要具有專業基本技術技能應用的真實性。實訓項目按照未來專業崗位群對基本技術技能的要求設置。校外實習基地的發展建立以資源共享模式，通過校企合作共同開發教育教學管理系統、課程體系和教材，共同建設實踐實訓環境、開發實訓案例。校企雙方共同努力、共享資源，形成校外實習基地發展的長效機制。一方面，企業為學校的實踐教學活動提供必要的條件和支持;另一方面，學校也可利用校內實驗條件為企業開展工程技術培訓、咨詢等服務。為全面深入開展實驗實踐教學和學生自主實踐提供了良好的工程實踐環境與保障。逐步實現以工程項目實踐為中心的校內和校外企業實踐教學，項目開發與知識傳授相結合，課程與項目同步。
2.4 教育教學方法的改革
CDIO 的構思、設計、實施、運行幾個工程教育環節，力求使學生學習專業知識的同時獲得設計、創新、協調、溝通能力，而主動學習，使學生致力于對問題的思考和解決。這就要求教師要主動改變教學方法，學生也要找到與之適應的學習方法，同時在教學過程中要注重開展啟發式、探究式、參與式教學。在教學過程中，堅持以項目為導向，將項目的設計和實現貫穿于整個大學的教學過程中。在課程項目的教學中，通過增加技術基礎課與學科課程之間的關聯度，使學生有機會把知識有機的聯系起來，應用知識，在此過程中學生要學會以探究方式獲取知識，整個過程體現CDIO;技能項目學生在老師的指導下進行課程或專業綜合項目訓練;加大職業能力設計課程的種類和課時數，增加學生動手的機會。全面強化學生的專業實踐技能。課題項目主要來源于產學研合作項目，由高年級的學生在完成專業主要核心課程，具備一定的專業知識和技能的基礎上進行，該項目是一個實戰項目，使學生盡早接觸工程實踐和參與到導師的科研課題研究工作中，一般安排在最后一學年進行。項目成員由不同專業層次的學生組成，根據崗位分工合作，這個過程主要是對學生進行分組并以小組為單位來完成綜合項目的實施。實行校內導師和校外導師聯合指導的“雙導師”模式，發揮校內外導師各自的優勢共同對學生進行學業、課題研究、工程實踐等方面的指導。使學生能夠參與企業工程方案的設計和開發，制定生產工藝、步驟和方法，培養學生獨立解決工程實際問題的能力、科學研究能力和科技開發及組織管理能力。
3 結語
建立和完善科學規范的應用型本專科多層次一體化的教學體系是一個長期過程，仍有許多問題值得研究和探討，如在多層次一體化的教學體系設計中，如何準確把握課程項目、技能項目和課題項目之間的關系，處理不同層次之間的關系，設計出培養目標定位準確，規范合理的培養方案，以及構建全方位整體化的實踐教學體系和教學平臺，同時建立與之配套的教學質量評價體系和考核機制;如何建立與完善相應的教學質量監控體系，以確保方案的有效實施，從而保證適應社會需求的應用型人才培養的質量。
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