摩擦材料研究论文的统计分析论文
在日常学习和工作中，大家都跟论文打过交道吧，借助论文可以有效提高我们的写作水平。如何写一篇有思想、有文采的论文呢？下面是小编精心整理的摩擦材料研究论文的统计分析论文，希望能够帮助到大家。
摩擦材料研究论文的统计分析论文 篇1
摩擦材料是应用在动力机械和装备中起制动、传动、减速、驻车等作用的功能材料[1],如汽车的刹车片（制动） 和离合器面片（ 传动）等。 从化学组成看，摩擦材料是高分子复合材料，由高分子粘结剂（树脂和橡胶）、增强纤维（ 如玻璃纤维、钢纤维、碳纤维等） 、摩擦性能调节剂和填料等构成。 摩擦材料多用在汽车工业中，是汽车的关键安全部件，摩擦材料性能的好坏直接关系着人民群众的生命和财产安全。
本文以中国知网 （CNKI） 所属的中国学术期刊网络出版总库（CAJD）作为数据来源，对其收录的 2001- 2015 年摩擦材料研究论文进行统计和分析，以揭示我国摩擦材料的研究现状和趋势，从而为摩擦材料的研发提供有益的借鉴和帮助。
1 数据与方法
CNKI- CAJD 是世界上最大的中国学术期刊全文数据库， 基于CNKI- CAJD 统计分析摩擦材料研究文献， 其结果能较全面地反映我国在该领域的研究现状。 本文以“ 摩擦材料”为主题词进行检索，时间区间为 2001- 2015 年，检索时间为 2015 年 10 月 3 日，获得摩擦材料文献合计 1515 篇。 将所得文献以年代、来源刊、作者、关键词等进行统计，采用均一统计法，即把 1 篇文献的所有作者同等看待。
2 结果与分析
2.1 年度分布
2001- 2015 年 CNKI- CAJD 数 据库 收 录 摩擦 材料研 究 论 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 年计算年均增长率约为 4.79%,摩擦材料的研究呈现出平稳发展的趋势。
2.2 期刊分布
统计分析不同期刊在 2001- 2015 年刊载摩擦材料研究论文的数量， 载文量前 14 位的期刊与发文量及其所占摩擦材料研究论文总数的百分比见表 1,其中载文量最多的前三种期刊分别是《 非金属矿》、《 润滑与密封》和《 摩擦学学报》，刊载摩擦材料研究论文合计253 篇，占论文总数的 16.7%. 14 种期刊刊载摩擦材料研究论文合计 458 篇，占论文总数的 30.2%,平均一种期刊刊载 32.7 篇。 根据文献计量学的基本定律， 这 14 种期刊属于摩擦材料研究领域的核心期刊。
2.3 作者分布
统计分析 2001- 2015 年摩擦材料论文的作者分布，发文量最多的作者是西北工业大学的付业伟，发文量 28 篇。 根据着名学者普赖斯（Price）提出的计算公式： M = 0.749 （Nmax）1/2,式 中 ,M为论文篇数，Nmax为统计年限中最高产作者的论文数， 发文量大于M 篇的人才可称为该领域核心作者或多产作者[2]. 此处 Nmax= 28,代入公式可得 M值为 3.96. 按照取整原则，M整数值为 4,即在摩擦材料研究领域中发文量 4 篇或以上的作者， 才可被看作该领域的核心作者。 表 3 列出了 2001- 2015 年发表摩擦材料论文数量前 14位的作者，其发文量均在 14 篇及以上，故均为核心作者。 在 14 位核心作者中，出现多位作者来自同一机构的情况，如付业伟、李贺军、费杰均来自西北工业大学，姚萍屏、熊翔则都来自中南大学，表明在一些核心机构中形成了相对集中的研究团体。
2.4 研究热点分析
关键词是对文献的研究对象、方法、内容、目的等的高度概括，从关键词分布可以看出该领域的研究热点、 创新点以及发展趋势等。 表 3 列出了频次在 18 次以上的关键词合计 24 个，在这些关键词中，涉及摩擦材料性能的关键词出现最多，有“ 摩擦磨损”、“ 磨损率”、“ 热衰退”等 10 个，表明性能是摩擦材料的一个重要研究热点。
为了保证制动和传动的可靠性， 摩擦材料一般需满足以下性能要求：具有足够而稳定的摩擦系数，以达到有效的制动、传动效果；较低的磨损率， 以延长使用寿命；较高的机械强度，以保证足够的安全系数；低噪声、无毒，以利于健康和环保[3].摩擦材料根据其制造工艺有粉末冶金摩擦材料、纸基摩擦材料等的区分。 铜基摩擦材料是采用粉末冶金工艺制造的以铜或铜合金为主要组分的摩擦材料。 而纸基摩擦材料由增强纤维、高分子粘结剂、摩擦性能调节剂等组成，因采用类似造纸的方式生产而被称为“ 纸基”[4]. 除了用于汽车的刹车片和离合器外，在超声电机中的应用也是摩擦材料的一个研究热点[5].
3 结论
随着科技的发展和社会的进步，对摩擦材料的性能要求越来越高，如山区路况和一些重载车型要求摩擦材料能长期耐受 380℃以上高温，而摩擦材料所用的有机粘结剂酚醛树脂一般很难达到这一温度，因此对摩擦材料用酚醛树脂进行耐热改性一直是摩擦材料的一个重要研究方向。 同时随着人们环保意识的增强，无石棉摩擦材料已经渐渐成为主流，寻求无毒、可再生、低成本的原料以及清洁的生产工艺也将将成为受人关注的研究方向。
参考文献
[1] 肖 永清 . 国 外汽车使用的摩擦材料及其发展 [J]. 化 工科技市场 ,2008,31（5）：34-40.
[2]钟文娟。基于普赖斯定律与综合指数法的核心作者测评[J].科 技管理研究，2012（2）：57-60.
[3]丛 培红，吴 行阳，刘 旭军，等。摩擦材料用有机粘接剂的研究与进展[J].高分子材料科学与工程，2012,28（1）：180-183.
[4] 杨瑞丽， 付业伟。 纸基摩擦材料的国内研究进展 [J]. 材 料导报，2006,20（10）：17-20.
[5]曲 建俊，王 彦利。超声波电机用摩擦材料的研究进展 [J].摩 擦学学报，2010,30（5）：513-520.
摩擦材料研究论文的统计分析论文 篇2
1 海洋环境下关键摩擦副材料摩擦学研究现状
1.1 金属与金属配副在海水中的摩擦学行为
金属合金因具有高比强度、耐高温和耐腐蚀等优异的性能而被广泛应用于石油、化工、生物、航海等领域。近年来，随着海洋设备的开发和利用，一些合金具有优异的耐腐蚀性能、良好的低温性能、嵌藏性和顺应性能，为水下机器人、深海设备、海水柱塞泵等领域关键摩擦副材料的选择提供了技术支持，因此，研究金属材料在海洋环境中的摩擦学特性备受关注。
Wang等通过研究海水静压力对316钢、Hastelloy C-276、Inconel 625和TC4钛合金摩擦磨损机制的影响，发现合金的磨损率随海水静压增大呈指数递减关系。Zhang等研究了海水卤化物浓度对奥氏体不锈钢摩擦学特性的影响，发现海水卤化物虽然提高了不锈钢点蚀的敏感性，但能降低材料的摩擦系数，提高材料的摩擦学特性。Cui等通过研究Cu-6Sn-6Zn-3Pb合金在海水、蒸馏水和干摩擦条件下的摩擦学行为，发现在海水条件下的摩擦系数低于纯水，在纯水和干摩擦条件下，合金以磨粒磨损和塑性变形为主，但在海水下则以磨粒磨损、塑性变形和腐蚀磨损为主。海水对摩擦副具有润滑、冷却和腐蚀的交互作用。陈君等研究了海水腐蚀对TC4钛合金、Hastelloy C-276合金、Inconel 625合金和Monel K500合金与316不锈钢对磨时的影响，并与纯水环境下进行了比较，研究发现海水具有明显的润滑作用，降低了摩擦副的摩擦系数，但海水的腐蚀加速了合金的磨损，海水环境下腐蚀与磨损的交互作用对摩擦副的摩擦学行为影响较大。吴海荣等研究了ZChSnSb8-8(巴氏合金)/AISI52100(轴承钢)摩擦副在模拟海水环境下的摩擦学行为，发现海水对巴氏合金具有润滑和腐蚀双重作用，巴氏合金特有的微观组织以及海水的润滑作用，使其在海水环境下相比于干摩擦具有较低的摩擦系数和磨损率，但海水对巴氏合金的腐蚀加剧了其磨损。钛合金表面在海水中会立即生成一层保护膜，使之处于钝化状态，在常温海水环境中不发生点蚀和缝隙腐蚀，是目前已知的抗常温海洋环境最优异的金属材料。丁红燕等研究发现TC11(钛合金)/GCr15(轴承钢)摩擦副在人造海水中的摩擦系数比在纯净水中低，原因是随着载荷的增加，摩擦接触点的局部应力增大，在正应力作用下形成细小的磨屑，这些磨屑在海水中起到类似“滚珠”的作用进一步降低摩擦系数。TC11在海水中形成的润滑膜也有助于降低摩擦系数，但其磨损量比纯水中要高，原因是海水的腐蚀加速了磨损;TC11在海水中的磨损机制主要是疲劳脱落和磨粒磨损。李新星等研究了TC4/GCr15摩擦副在空气、纯水和模拟海水环境下的摩擦学行为，结果显示TC4在模拟海水中的腐蚀速度加快，磨损率一直最高，腐蚀和磨损两者在海水环境下有明显的相互促进。TC4在模拟海水中形成润滑膜可明显降低摩擦系数，进一步研究发现，其在模拟海水中的磨损机制是疲劳磨损和磨粒磨损的综合作用Zhu等研究了不同环境下Ni3Al合金与AISI 52100摩擦副在不同载荷下的摩擦学行为，发现在海水中能明显提高Ni3Al合金的摩擦学性能，使其优于TC4钛合金，海水对摩擦副同样存在冷却、润滑和腐蚀的综合作用。通过以上的研究可以看出，金属与金属配副在海水中的摩擦学行为不仅受海水的压力、卤化物浓度等影响，而且海水对摩擦副存在冷却、润滑和腐蚀的综合作用。海水在一定程度上起到了润滑的作用，但其对金属材料的腐蚀加剧了其磨损。因此，研究海水冷却、润滑和腐蚀对其共同作用的摩擦磨损机理可以更好地反映其在海水中的摩擦学行为。
1.2 陶瓷与金属配副在海水中的摩擦学行为
陶瓷材料因具有耐腐蚀、耐高温、高硬度、耐磨、无污染等特性，被广泛应用于工程领域。随着科技的发展，新型陶瓷材料在工程领域中的应用不断扩大，特别是海洋极端环境下要求陶瓷材料能稳定可靠地工作，基于海水润滑的陶瓷摩擦副应运而生。
陈君等研究了TC4/Al2O3摩擦副在模拟海水下的腐蚀磨损行为，结果显示：TC4在海水中会发生钝化，表面会生成致密的TiO2钝化膜使其具有较好的耐腐蚀性能;在磨损过程中由于钝化膜的破坏而产生的新鲜表面能迅速复原，摩擦对腐蚀具有明显的促进作用;通过对腐蚀与磨损交互作用的进一步分析发现磨损作用大于腐蚀，另外腐蚀与磨损的交互作用在低载荷、低转速下尤为明显。Cui等研究了SiC复合陶瓷与不锈钢配副在海水中的摩擦学行为，研究显示SiC中的石墨可以有效提高其在海水中的润滑作用，复合陶瓷中的青铜与SiC的协同作用使其具有优异的摩擦学特性。任书芳等研究了NiCr合金、不锈钢在干摩擦、蒸馏水和人工海水中的摩擦磨损性能，分析结果显示，不锈钢在海水中摩擦磨损比蒸馏水更低，可能是Fe和海水发生反应生成的FeCl2起到了减摩抗磨的作用。NiCr合金中的Cr元素在摩擦作用下和海水反应生成的磨损产物CrCl3或铬酸盐(CrO22- 或CrO42-)等具有优异减摩抗磨作用。摩擦副的机械磨损为晶粒拔出脱落和黏着磨损，虽然在摩擦条件下存在机械磨损和摩擦化学磨损竞争，但机械磨损一直为主要磨损机制。Liu等研究了氮化硅/不锈钢配副在海水润滑下的摩擦学特性，并与干摩擦、纯水环境下进行比较，发现氮化硅摩擦表面与水发生摩擦化学反应生成SiO2胶体粒子，而海水中的某些离子也能促进胶体粒子的生成使摩擦表面形成边界润滑，获得较低的摩擦系数和磨损率。Wang等研究发现Ti3AlO2陶瓷硬度高于AISI 316L，所以两种材料在相互摩擦过程中有大量的三体磨屑产生，但在摩擦过程中海水能带走大量的磨屑，使摩擦副获得较为稳定的运动状态，但仍有较高的摩擦因数和磨损率。摩擦接触表面发生了摩擦化学反应，生成了TiO2、Al2O3和Fe3O4。通过以上的研究结果发现，在海水环境中，金属与陶瓷摩擦副在低载荷、低转速时腐蚀和机械磨损的交互作用不可忽视。在不同的试验条件下会存在机械磨损与腐蚀的相互竞争关系，但机械磨损始终对摩擦表面的磨损影响最大。海水具有较好的润滑作用，某些陶瓷材料在海水润滑下发生了摩擦化学反应，生成的产物使其获得较好的摩擦特性。因此，具有水润滑特性的陶瓷材料将是海水润滑领域的研究重点之一。
1.3 陶瓷与陶瓷配副在海水中的摩擦学行为
Chen和Gates分别研究了Si3N4与SiC陶瓷在海水中自配时的摩擦学性能，结果显示，通过一段时间的摩擦后，两种陶瓷材料的摩擦系数都很小，但Si3N4的磨合时间短于SiC，原因主要是两种陶瓷材料表面发生的摩擦化学反应以及形成产物的影响。余歆尤等通过对比Sialon、SiC、ZrO2和Al2O3陶瓷材料在海水环境下的摩擦学性能，发现SiC/SiC摩擦副的摩擦性能最佳。任书芳等研究了Ti3SiC2陶瓷与Al2O3陶瓷摩擦副在人工海水下的摩擦学行为，研究发现，Ti3SiC2在海水条件下的磨损特征表现为晶粒的拔出与脱落，海水介质阻止了摩擦表面材料的转移。摩擦副仍受机械磨损与摩擦氧化的交互作用影响。刘海叶研究了SiC/Ti(C，N)陶瓷摩擦副在海水下的摩擦学性能，研究结果显示：高速高载、高速低载SiC/Ti(C，N)陶瓷摩擦副在海水中滑行都能进入流体润滑状态，磨合过程中发生了机械磨损和化学腐蚀磨损，海水中的Na+ 与其他离子的共同作用可以加速润滑膜的形成，使SiC/Ti(C，N)摩擦副具有更优异的摩擦学性能。Kong等发现C-Co陶瓷/氟化物配副在海水环境下能获得较低的摩擦因数和磨损率，海水对于摩擦学性能的提高起到了关键的作用，同时促进摩擦表面摩擦化学产物Al2O3和SiOx的生成。Wang等研究了Ti3AlO2陶瓷分别与Al2O3和SiC配副在海水环境下的摩擦特性，研究发现Ti3AlO2陶瓷并未显示出较好的摩擦学特性，摩擦表面的磨损主要是机械磨损。但Ti3AlO2/SiC却表现出优异的摩擦学性能，主要原因是摩擦表面发生了摩擦化学反应生成一层表面润滑膜，摩擦润滑膜的主要成分有TiO2、Al2O3以及SiOx。试验显示，Ti3AlO2/SiC是一种极具潜力的海洋润滑材料。总体来说，陶瓷材料在水润滑环境下通过摩擦化学反应在摩擦表面形成润滑膜，降低了摩擦因数和磨损率，海水中含有的某些离子可促进摩擦反应和润滑膜的形成，使其具有更好的摩擦学特性，有利于在海水润滑摩擦副中的应用与推广。陶瓷摩擦副主要受到机械磨损和摩擦化学磨损的交互影响。
1.4 聚合物与金属配副在海水中的摩擦学行为
相对于金属和陶瓷材料，聚合物及其复合材料可在一定条件下产生较大的变形，具有较好的完全复原能力，其所具有的包埋磨粒特性能极大地提高其耐磨性，因而被广泛应用于海水环境下的关键摩擦副材料。
Lancaster发现在海水环境下，碳纤维增强的聚合物与S80不锈钢对摩时的磨损率小于纯水中的磨损率，原因可能是海水对金属对摩面的腐蚀促进其表面的抛光与粗糙度的降低。王建章等研究了超分子量聚乙烯等复合材料在海水、纯水中分别与钢(GCr15)和镍基合金(Ni-Cr-WC)对摩时的摩擦学行为，研究发现：碳纤维/PTFE(聚四氟乙烯)具有最低的摩擦系数和磨损率，比较适合于海水润滑。5种材料与GCr15在海水中对摩时的摩擦系数与磨损率较高的原因是GCr15在海水腐蚀下表面粗糙度增加，使得海水液膜难以形成，海水的润滑作用较差;另外，软质聚合物与硬质金属之间的直接接触面积增大，因而，聚合物的摩擦系数与磨损率随着GCr15表面粗糙度的增加而增大。这种依赖于介质对对偶面腐蚀的磨损称为间接腐蚀磨损。Ni-Cr-WC合金不仅在纯水或海水中的接触角小于GCr15，而且依据液膜厚度与摩擦表面的润滑性能密切相关的理论，其在两种介质中的润滑性能和表面润滑作用均优于GCr15。王建章研究了UHMWPE(超高分子量聚乙烯)等聚合物在海水润滑下的摩擦学行为，并考察了TC4等金属材料在模拟海洋环境中的磨损机制，研究发现：海水具有比纯水更优异的润滑性能的决定性因素是海水中所含的Ca+ 与Mg+，海水润滑是一种以边界润滑和流体润滑共同作用的混合润滑;聚合物在海水润滑下与不同金属对摩时，遵从间接腐蚀磨损机制;UHMWPE与碳纤维/PTFE是十分具有潜力的海水润滑材料;金属材料在海洋环境中自配时，其磨损率的对数与海水静压或者海水深度呈指数递减的关系;在深海环境下，TC4具有其他合金无法比拟的耐磨损能力。
孙文丽等研究了赛龙/镀镍钢配副在海水润滑条件下的摩擦与润滑特性，研究发现，海水润滑可以降低温度对摩擦副表面的影响。在海水润滑下，摩擦系数随着速度增大而下降，原因是水的润滑作用使摩擦表面的最大摩擦力小于干摩擦条件下的摩擦力。当温度达到60℃时，赛龙材料在水中会发生分解，所以控制海水温度对提高摩擦副的摩擦学性能有着至关重要的作用。摩擦副的磨损机制有腐蚀磨损、气蚀磨损和磨粒磨损。段海涛研究了GCr15分别与赛龙、飞龙、超高分子量聚乙烯摩擦副在淡水和海水介质中的摩擦学特性，研究结果显示：超高分子量聚乙烯/GCr15与飞龙/GCr15摩擦副在海水介质中的摩擦系数都随着转速的增加而下降;超高分子量聚乙烯与飞龙的磨损体积都随着转速的增加而增加;超高分子量聚乙烯的磨损机制主要是磨粒磨损、塑性变形和材料褶皱，赛龙的磨损机制主要是磨粒磨损、疲劳磨损和材料褶皱。飞龙/GCr15摩擦副在海水介质中的摩擦系数随时间延长呈现先升高后缓慢降低的趋势，随转速的增加而降低;磨损机制主要是磨粒磨损、疲劳磨损。通过进一步比较发现，在海水介质中，超高分子量聚乙烯/GCr15摩擦副的摩擦系数和磨损体积都最小。张丽静研究了聚四氟乙烯/镀镍45#钢摩擦副在海水润滑条件下的摩擦磨损性能，研究发现：海水起到了润滑的作用，但海水的含沙量对摩擦系数的影响最大，其次是转速;摩擦副表面有润滑膜形成，PTFE材料在不含沙的海水中与镀镍45#钢对摩后的表面相对较平滑;在含沙海水中的磨损主要是磨粒磨损和局部粘着磨损，这两者的存在使材料表面磨损严重。目前，由于苛刻的工作环境对机械零部件的性能提出了极高的要求，而聚合物复合材料不仅有良好的力学性能和摩擦性能，还具有良好的化学稳定性等优点，成为海水润滑材料的新选择。通过大量研究发现，UHMWPE/PTFE、碳纤维PTFE在海水环境下具有更好的摩擦学性能，是十分具有潜力的海水润滑材料。聚合物材料在海水环境下的磨损遵从间接腐蚀磨损，即其磨损程度取决于海水对其配副的腐蚀，因此选取性能优越的配副材料对聚合物摩擦副尤为关键。海水温度、含沙量也是影响聚合物材料摩擦学性能的因素，探寻在海水环境下使用摩擦学性能更佳的聚合物材料具有重要的科研和实用价值。海水所具有的复杂介质环境使其具有比纯水更好的润滑性能，海水中的离子促进润滑膜的形成，提高接触表面的润滑特性。海水环境中，腐蚀磨损、气蚀磨损和磨粒磨损是聚合物材料的主要磨损机制。金属材料在海水中的磨损率还与海水的深度、压力等有关。钛合金(TC4)表现出优异的摩擦学性能，为深海环境下金属材料的选择提供新的思路。另外，改善聚合物材料的物化特性，系统深入研究聚合物与金属配副在海水环境下的摩擦磨损性能，在海洋工程领域具有重要的意义。
橡胶材料因具有减振、抗摩擦磨损、易加工等特性而被广泛使用在海洋平台的减振系统、海洋装备的密封系统等。橡胶可以克服传统金属摩擦副寿命短、漏油污染等缺点，被广泛应用于海水润滑轴承。
廖明义等制备了丁腈橡胶摩擦副，研究其在海水介质中的摩擦磨损性能，研究发现：炭黑量和二氧化钼添加量明显影响橡胶的摩擦因数和磨损量;随着载荷的增大，橡胶摩擦副的摩擦因数和磨损量均呈现先增大后减小再明显增大的趋势;随着转速的增大，橡胶摩擦副的摩擦因数和磨损量均明显减小，并且海水中的摩擦因数和磨损量均大于淡水，原因主要是海水中含有大量的Na+、Cl- 阻碍海水在橡胶摩擦副表面形成光滑的水膜;配副45#钢产生了电化学腐蚀，在增加其表面粗糙度的同时也削弱了海水的润滑作用，导致摩擦副在海水中的摩擦因数与磨损量增加。他们随后研究了氯磺化聚乙烯(CSM)橡胶摩擦副在海水中的摩擦磨损特性，同时与丁腈橡胶(NBR)进行对比，结果表明：CSM显示出优异的耐水性能，均优于NBR;在变速、变载荷的实验条件下，CSM 摩擦副的摩擦系数、磨损量在绝大多数工况下均小于NBR，是一种制备水润滑橡胶摩擦副的理想基体材料。董从林等系统研究了橡胶材料在水润滑轴承上的润滑机理、磨损机理和可靠性寿命等，获得较好的试验结果。橡胶材料在海水中的摩擦学特性受橡胶的种类、填料、载荷、转速、海水环境等影响。海水中所含有的离子阻碍了橡胶表面产生润滑膜，配副材料的腐蚀也进一步加剧摩擦表面的磨损。因此，在实际研究中针对其所存在的缺点，需对橡胶材料进行改性，以期获得更好的摩擦磨损性能，同时，选取性能优越的配副材料也尤为关键。
1.5 聚合物与陶瓷配副在海水中的摩擦学行为
海水液压泵作为海水液压传动的核心元件之一，被广泛地应用于海洋工程装备技术中，而海水液压泵关键摩擦副的材料因为使用环境的特殊一直受到极大的限制。一方面，需要摩擦副材料耐海水腐蚀;另一方面需要摩擦副材料耐磨损，因此研究出适合海水液压泵关键摩擦副部件的材料具有非常重要的意义。
Sumer等研究了PEEK(聚醚醚酮)和玻璃纤维增强PEEK在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损特性，研究发现纯PEEK和玻璃纤维增强PEEK的磨损系数和磨损率随着施加压力的增加而增加。磨损率随着滑动速度的增加而增加，但摩擦因数却随着速度的增加而降低。相比于干摩擦条件，水润滑条件下能获得较低的摩擦因数和磨损率。Zhang等研究了碳纤维增强PEEK在水润滑条件下的摩擦磨损特性，发现碳纤维增强PEEK比纯PEEK表现出更好的摩擦学特性，一些碳纤维被挤压和碾磨，混合分布在摩擦表面，提升了其耐磨性。碳纤维增强PEEK具有较小的摩擦因数，而且其在摩擦过程中的温度变化不大，可使其保持稳定的滑动状态。Chen等对比研究了碳纤维增强PEEK在干摩擦、纯水以及海水环境下的摩擦学行为，结果发现碳纤维能极大地提高PEEK在海水环境下的摩擦特性，特别是碳纤维体积分数为10%时，性能最好。原因是碳纤维能有效地分担摩擦接触面的负载，减少了基体的磨损。另外，海水表现出较好的润滑效果。申凤梅研究发现，氮化硅(Si3N4)不适宜用于滑动速度经常发生变化的摩擦配副材料，但适用于压力不断变化的场合。廖伍举等研究了PEEK450-FC30(碳纤维增强聚醚醚酮)与SiC(碳化硅)摩擦副在海水润滑下的摩擦磨损特性，发现在一定范围内的滑动速度、接触压力下，该摩擦副呈现较小的磨损率和摩擦系数。在海水润滑下，SiC磨损并不明显，而PEEK450-FC30的磨损主要是以塑性涂抹为特征的粘着和SiC 表面粗糙峰引起的机械犁耕。唐群国等研究了Ti(C，N)基金属陶瓷/CFRPEEK(碳纤维增强聚醚醚酮)配副在海水润滑下的摩擦磨损特性，研究发现：Ti(C，N)金属陶瓷表面存在大量材料制备过程中形成的孔洞，摩擦过程中CFRPEEK 表面脱落的磨屑嵌入这些微孔内，使其摩擦表面摩擦后无明显的磨屑，有利于减小摩擦;同时这些疏松的孔洞还能储存水，改善了润滑条件。
在海水环境下，通过改变聚合物材料的成分，引进力学性能较好的玻璃纤维、碳纤维等材料所制得的聚合物复合材料具有优异的摩擦磨损特性;但聚合物的磨损仍然受配副材料的影响。纳米材料技术的发展为聚合物摩擦学的改性研究提供了新的理论与方法。系统深入研究纳米聚合物材料及复合填料的协同可提高聚合物材料在海水环境下的摩擦学特性。金属陶瓷兼有金属和陶瓷材料的特点，具有良好的耐磨性、高硬度以及良好的化学稳定性，也是近年来海水环境下摩擦副材料的研究热点之一。结合聚合物和某些陶瓷材料优异的摩擦学性能，系统地研究其在海水中的摩擦学、可靠性等关键问题，可以为海水液压泵中关键摩擦副材料的选取提供重要的依据。
1.6 其他技术在关键摩擦副材料中的应用
21世纪是人类全面认识、开发利用和保护海洋的新世纪。海洋工程材料的发展与突破是实现海洋科技创新、海洋可持续发展的基础和先导。海洋工程材料在海洋极端环境下的摩擦学问题及失效机制的探索成为我国海洋工程领域亟待发展的关键技术之一。当前海水环境下关键摩擦副材料的研究除了前面介绍的几种以外，还有一些新的技术。表面工程技术近年来已成为实现海洋工程装备材料最终性能的重要手段，它可以不破坏材料的自身性能，对材料表面性能进行强化或再生，使材料表面具有优异的'摩擦学特性。海洋工程装备关键部件的表面强化技术主要有离子注入、表面涂层技术等。根据相关的研究，离子注入可有效地降低陶瓷的摩擦系数和磨损率，陶瓷表面特定的涂层可有效改善其在水润滑中的摩擦磨损性能。张明星等研究发现，Ni-B涂层可有效提高45#钢的耐腐蚀性能，使其在海水中的腐蚀速度降低。刘栓等研究表明石墨烯环氧涂层可有效降低摩擦副在海水环境中的摩擦系数和磨损率。陈颢等在铸铁表面制备了3种不同环氧值的环氧树脂涂层，发现海水环境中涂层的摩擦系数和磨损率均低于干燥条件，涂层在接触面可形成水膜将摩擦副隔开，减小了接触面积和载荷;磨屑被海水及时带走抑制了磨粒磨损，减小了摩擦系数和磨损率。王建章等研究了聚四氟乙烯/Ni-P合金涂层在海水润滑下的摩擦学行为，研究结果显示：水相介质没有对Ni-P涂层造成腐蚀;海水润滑下Ni-P合金涂层表面沉积了分子淤泥状的物质Mg(OH)2和CaCO3，使其具有一定的边界润滑作用，起到隔离摩擦副阻止摩擦副的直接接触。考虑到许多摩擦副材料在海洋环境下的腐蚀行为，涉及电化学腐蚀、载荷和腐蚀作用下的耦合摩擦学行为，因此，研究海水环境下材料的耐腐蚀磨损也尤为关键。通过选取性能优异的材料，优化工件的设计以此来减少摩擦过程中的腐蚀磨损，同时通过电化学保护、表面处理等技术来控制腐蚀磨损也是近年来的发展趋势之一。材料的表面改性也能提高材料的耐磨性和抗蚀性，日益受到材料防腐蚀领域的重视。
总体来看，表面工程技术可以赋予材料表面特殊的性能，使其在海水环境下具有较好的摩擦学性能，是海洋材料摩擦学的主要发展方向之一。涂层材料在海水环境的作用下可形成一层润滑膜，阻止摩擦副的直接接触，使摩擦副具有优异的摩擦性能，海水的混合润滑作用进一步提高摩擦副的摩擦学性能。研究材料的电化学腐蚀，载荷和腐蚀作用下的耦合摩擦学行为，对减少材料的腐蚀磨损也至关重要。新型的研究方法能极大地拓宽海洋材料的种类，同时也为海洋工程装备的关键摩擦副材料提供了有力支撑。探索出针对不同配副的表面技术和耐腐蚀技术以期获得优异的摩擦学特性是未来海洋环境下关键摩擦副材料的发展方向。
2 结语
海洋资源开发和海洋经济活动的发展都离不开相关设备的支持，而开展海洋环境下关键摩擦副材料的摩擦学研究，不但可以丰富现有的摩擦学理论，促进海洋极端环境下摩擦学实验的长足发展，而且引入材料学、防腐蚀等学科内容，可弥补现有知识的不足，为我国海洋领域存在的工程技术问题的解决提供新的方法与思路，也为海洋装备及关键摩擦副的安全及可靠性工作提供有力的支持。虽然海洋环境下材料的摩擦学有了一定的发展，但由于海洋环境的复杂多变，海洋工程装备面临的摩擦学问题复杂多样，试验难度大等问题，目前，该领域仍有许多问题值得进一步研究。
(1)材料在海水环境下的摩擦磨损多是某些因素交互作用产生的，这些交互作用机理对材料摩擦学影响的研究尚不完善，例如，腐蚀和机械磨损对关键摩擦副的交互作用机理、机械磨损和摩擦化学磨损对关键摩擦副的交互作用机理等。
(2)海水介质环境较为复杂，海水环境对材料摩擦学的影响机理尚不完善，例如，海水的压力、卤化物浓度、含沙量、温度等对关键摩擦副摩擦性能的影响。
(3)试验方法和技术需进一步提高。海洋环境下关键摩擦副材料的摩擦学特性研究，需要将试验模拟与实际海洋测试紧密联系，同时也要将设计的试验装置与实际的海洋工程装备紧密联系。
(4)深海环境下关键摩擦副的摩擦与磨损机理的研究尚不完善，例如，在海水环境下，关键部件关键摩擦副在高压大载荷交互作用下的摩擦学性能。
(5)关键摩擦副材料在海洋环境下的可靠性与寿命是保证海洋工程装备安全可靠运行的前提，建立摩擦副材料关键试验技术和数据库，为提升材料的工作性能奠定基础。
摩擦材料研究论文的统计分析论文 篇3
近几年来，随着我国汽车工业迅猛增长以及国外市场需求大幅增加，摩擦材料行业也得到了快速的发展。然而，摩擦材料专业人才培养和成长的速度远跟不上行业发展的速度，特别是研发技术、项目管理、工程师等岗位的专业人才日益匮乏。根据行业、企业对人才的需求，咸阳师范学院依托的学科专业优势在材料化学专业设立了摩擦材料专业方向。作为一个培养产品开发与应用人才的专业，采取的是校企合作“定制式”人才培养模式，经过几年的探索与实践，取得了一定的成果和经验，已为该行业输送一定量的本科毕业生。然而从毕业生的就业情况来看，主要存在两方面的问题，一是毕业生与企业需要的人才在知识结构、专业能力上与用人单位上有一定的差距，另外，毕业生在专业层次以及数量等方面还不能满足企业对人才的需求。因此，在教学理念、教学方法、教学内容以及人才培养模式上还需要不断改革与创新，近年来国际工程教育改革的最新成果——CDIO工程教育理念为我们提供了一条可供借鉴的道路。
1 基于CDIO 理念多层次一体化的摩擦材料人才培养模式的提出
1.1 CDIO 工程教育理念
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，是由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所知名大学共同研究出来的一种全新的工程教育理念。CDIO是英文单词“ 构思”(conceive)、“设计”(design)、“实施”(implement)、“运行(operate)的缩写。它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，最终把学生培养成为具有扎实的工程基础理论和专业知识，具有团队协作精神，富有创新实践能力的工程技术人才。CDIO以构思、设计、实施及运作全过程为载体来培养学生的工程能力，是一种新型工程教育模式，作为一种指导工程教育人才培养模式改革的教育观念和方法论体系，符合现代工程技术人才培养的一般规律，具有良好的发展前景和推广价值。
1.2 多层次一体化的摩擦材料人才培养模式
教育要与社会的发展相适应，在充分考虑学校、行业和社会等利益需求的基础上，我院确定“为经济和行业发展培养高素质摩擦材料应用型人才”的人才培养的目标。本专业培养系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备材料化学相关的基本知识和基本技能，能在材料科学与工程及与其相关的领域从事研究、开发、设计和生产的工程应用型人才。本科层次培养目标是培养具备胜任产品的技术研发、项目管理、技术服务等专业技术人才，专科层次则侧重于生产、营销和工程项目的施工和运行等方面能力的培养。
专业人才的培养要体现知识、能力、素质协调发展的原则。为了满足企业不同层次及规格人才的需求，按照“以就业为导向”，“以能力培养为核心” 的思路，建立多层次一体化的摩擦材料人才培养模式，该模式是基于面向同一企业不同职业岗位的需求培养不同层次及规格的人才，根据不同职业岗位所需人才的能力要求，借鉴CDIO理念与方法，以项目为载体，以能力培养为核心，确定面向应用的一体化专业人才培养方案、课程知识体系、项目教学大纲、项目案例等，设计由不同级别的课程体系分别对应于不同的专业和层次，而每一个课程体系中有精心规划的构思、设计、实施、运行(CDIO)项目，作为教学计划的重要组成部分。本专科的培养方案在课程体系设置，培养途径等环节上进行统一协调，增强课程的灵活性，形成模块化、弹性化的课程体系，适应行业和社会对应用人才规格多变的需求。
2 基于CDIO 理念多层次一体化的摩擦材料人才培养模式的实施
2.1 以项目为导向多层次一体化的课程体系的构建
传统的学科型的课程体系是按照知识结构设计和构建的，强调的是知识的完整性和系统性，忽视了生产实际。而CDIO 工程教育则要求一体化课程体系，以培养学生的职业能力、实践能力和技术创新能力为目标进行构建的。突出专业课程的职业定向性，以职业能力作为配置课程的依托，注重知识和技能的结合，使学生获得的知识、技能以满足职业岗位的需求，培养学生善于“构想——设计——实施——操作”的产品设计与开发能力。同时，培养学生主动学习能力、团队沟通协作能力。由于摩擦材料课程的项目化特点比较突出，所以整个课程体系架构基于工作过程的项目化教学基础上。根据CDIO 课程大纲的能力体系架构，在一体化课程体系设计中，作为教学计划的重要组成部分的CDIO项目，根据其目标要求分成不同类别的项目，即课程项目、技能项目和课题项目。课程项目是指基于多个课程、包含一组相关核心课程能力要求的课程群项目。把相关联的课程知识有机的结合起来;使学生认识到有机和关联的知识群而不是孤立的知识点;使学生能够理解课程在整个专业培养体系中的作用，包括在知识和能力培养中的贡献。技能项目是基于职业岗位的相关知识和技能的训练设计的项目，通过该项目的实施，加强学生职业技能的训练。课题项目是指包含本专业核心能力要求的综合项目，重点培养学生的专业核心能力。根据CDIO 的构思、设计、实施、运行几个工程教育环节，并结合摩擦材料专业课程的项目化特点，模拟企业真实项目而来培养学生设计、创新、协调、沟通能力。
2.2 师资队伍建设
多层次一体化的人才培养模式是以培养学生的工程实践能力为核心，以CDIO项目为主线贯穿于专业课程学习中，因此，教师的工程实践能力与教学水平是影响专业人才培养目标能否实现的关键因素。CDIO 要求专业教师不仅具备教学能力，而且需要有在工业环境中的工程实践经验，有完成一个实际产品或系统地构思、设计、实施和运行的经历。就目前高校教师队伍的状况看，多数教师接受的是传统教育，他们的知识结构基本上是学术型的，缺乏社会应用型人才培养所要求的知识体系和工程实践能力，针对目前师资队伍现状，结合培养特色与师资现状，一方面我们应制定并及时调整各项激励政策，充分激发教师从事工程实践教学的热情，加快教师教育观念转变和知识、技术更新，通过采取建立鼓励专职教师到企业挂职和顶岗工作等激励机制，让教师到企业实际工作岗位上锻炼，使自己成为具有专业教师和工程师素质的“双师型”教师。另一方面依托校企合作平台，聘任来自行业、企业精通生产操作技术、掌握岗位核心能力的专业技术人才来担任兼职教师参与教学，发挥他们懂技术、知工艺、掌握专业前沿发展动态的优势。着力培育一支适应摩擦材料应用型人才教育的师资队伍。
2.3 校内外实践教学平台的建立
工程专业学生的基本技能的综合运用能力、设计能力以及人际交往能力，必须在真实的工程实践环境中得到锻炼和培养，因此，工程实践场所是实现CDIO教学计划的一个关键要素。结合CDIO 对工程实践环境的要求，以学生为中心构建与CDIO 人才培养模式相适应的校内校外实践教学环境。建设校内摩擦材料制备检测实训中心。实训过程上要具有专业基本技术技能应用的真实性。实训项目按照未来专业岗位群对基本技术技能的要求设置。校外实习基地的发展建立以资源共享模式，通过校企合作共同开发教育教学管理系统、课程体系和教材，共同建设实践实训环境、开发实训案例。校企双方共同努力、共享资源，形成校外实习基地发展的长效机制。一方面，企业为学校的实践教学活动提供必要的条件和支持;另一方面，学校也可利用校内实验条件为企业开展工程技术培训、咨询等服务。为全面深入开展实验实践教学和学生自主实践提供了良好的工程实践环境与保障。逐步实现以工程项目实践为中心的校内和校外企业实践教学，项目开发与知识传授相结合，课程与项目同步。
2.4 教育教学方法的改革
CDIO 的构思、设计、实施、运行几个工程教育环节，力求使学生学习专业知识的同时获得设计、创新、协调、沟通能力，而主动学习，使学生致力于对问题的思考和解决。这就要求教师要主动改变教学方法，学生也要找到与之适应的学习方法，同时在教学过程中要注重开展启发式、探究式、参与式教学。在教学过程中，坚持以项目为导向，将项目的设计和实现贯穿于整个大学的教学过程中。在课程项目的教学中，通过增加技术基础课与学科课程之间的关联度，使学生有机会把知识有机的联系起来，应用知识，在此过程中学生要学会以探究方式获取知识，整个过程体现CDIO;技能项目学生在老师的指导下进行课程或专业综合项目训练;加大职业能力设计课程的种类和课时数，增加学生动手的机会。全面强化学生的专业实践技能。课题项目主要来源于产学研合作项目，由高年级的学生在完成专业主要核心课程，具备一定的专业知识和技能的基础上进行，该项目是一个实战项目，使学生尽早接触工程实践和参与到导师的科研课题研究工作中，一般安排在最后一学年进行。项目成员由不同专业层次的学生组成，根据岗位分工合作，这个过程主要是对学生进行分组并以小组为单位来完成综合项目的实施。实行校内导师和校外导师联合指导的“双导师”模式，发挥校内外导师各自的优势共同对学生进行学业、课题研究、工程实践等方面的指导。使学生能够参与企业工程方案的设计和开发，制定生产工艺、步骤和方法，培养学生独立解决工程实际问题的能力、科学研究能力和科技开发及组织管理能力。
3 结语
建立和完善科学规范的应用型本专科多层次一体化的教学体系是一个长期过程，仍有许多问题值得研究和探讨，如在多层次一体化的教学体系设计中，如何准确把握课程项目、技能项目和课题项目之间的关系，处理不同层次之间的关系，设计出培养目标定位准确，规范合理的培养方案，以及构建全方位整体化的实践教学体系和教学平台，同时建立与之配套的教学质量评价体系和考核机制;如何建立与完善相应的教学质量监控体系，以确保方案的有效实施，从而保证适应社会需求的应用型人才培养的质量。
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