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摩擦系數(shù)是各種材料的基本性質(zhì)之一。
當(dāng)兩個相互接觸的物體之間有相對運動
或相對運動趨勢時,其接觸表面上產(chǎn)生
的阻礙相對運動的機械作用力就是摩擦
力。某種材料的摩擦性能可以通過材料
的動靜摩擦系數(shù)來表征。靜摩擦力是兩
接觸表面在相對移動開始時的最大阻力,
其與法向力之比就是靜摩擦系數(shù);動摩擦力是兩接觸表面以一定速度相對移動時的阻力,其與法向力之比就是動摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)是針對一組摩擦副來講的,單純說某種材料的摩擦系數(shù)是沒有意義的,同時必須指明組成摩擦副的材料的種類,并說明測試條件(環(huán)境溫濕度、載荷、速度等)以及滑動材料。
摩擦系數(shù)的檢測方法相對來講比較統(tǒng)一:使用一個試驗板(安置在水平操作臺上的),將一個試樣用兩面膠或其他方式固定在試驗板上,另一試樣裁切合適后固定在專用滑塊上,然后將滑塊按照具體操作說明放置在試驗板上第一個試樣的中央,并使兩試樣的試驗方向與滑動方向平行且測力系統(tǒng)恰好不受力。通常采用如下形式的檢測結(jié)構(gòu)。
對于摩擦系數(shù)試驗有以下幾點需要說明:
首先,對于薄膜摩擦系數(shù)的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)以ASTM D1894和ISO 8295(GB 10006等效采用ISO 8295)為主,其中,對試驗板(又稱試驗臺)的制作工藝要求很高,不但要保證臺面的水平及光滑,并且要求用非磁性材料制作。標(biāo)準(zhǔn)不同,對于試驗條件的要求也不相同。例如對于試驗速度的選擇,ASTM D1894中要求是150±30mm/min,但是ISO 8295(GB 10006等效采用ISO 8295)中要求是100mm/min,試驗速度不同會明顯影響試驗結(jié)果。
第二,加溫試驗可以實現(xiàn),需要注意的是在進行加溫試驗時要保證滑塊的溫度是室溫,僅對試驗板進行升溫,這點在ASTM D1894標(biāo)準(zhǔn)中有明確說明。
第三,同樣的測試結(jié)構(gòu)也可以用來檢測金屬以及紙張等材料的摩擦系數(shù),但是對于不同的試驗對象,滑塊的重量、行程、速度等參數(shù)都是不同的。
第四,采用這種方法時需要注意由于運動物體的慣性給試驗帶來的影響。
第五,通常,材料的摩擦系數(shù)是小于1的,但是有些文獻(xiàn)中也提到了摩擦系數(shù)大于1的情況,例如橡皮與金屬間的動摩擦系數(shù)就在1~4之間。
摩擦系數(shù)試驗的注意事項:
隨著溫度的升高,部分薄膜的摩擦系數(shù)會表現(xiàn)出上升的趨勢,一方面這是由高分子材料自身的特性決定的,另一方面與薄膜制造時所采用的潤滑劑有關(guān)(潤滑劑很有可能已經(jīng)接近其熔點而變得粘結(jié)),溫度升高后,測力曲線波動幅度增大,直至出現(xiàn)“粘滑”現(xiàn)象。
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