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热激发效应对界面摩擦的影响

王亚珍 黄平 龚中良

热激发效应对界面摩擦的影响

王亚珍, 黄平, 龚中良
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  • 论文主要从微观角度研究摩擦热产生的机理及摩擦热对摩擦性能的影响. 依据固体物理学中原子热振动理论, 以界面摩擦为研究对象, 从分析界面原子的受迫振动出发, 得出界面摩擦过程中原子的振动实际上是自激振动和受迫振动的叠加, 界面原子在非平衡状态下的热振动将导致声子的激发和湮灭, 进而导致摩擦热的产生, 摩擦界面的温度升高. 然后, 从温度对界面原子能级分布和跃迁的影响角度探讨了热激发效应对界面摩擦的影响, 分析得出如下结论: 温度低时, 界面原子处在激发态的概率随着温度的升高而增加, 导致摩擦系数随温度增加而增加; 温度在100 K附近界面原子处在激发态的概率出现峰值, 导致摩擦系数出现峰值; 当温度高于临界值后, 摩擦系数随温度的升高反而会降低. 最后将本文的理论分析的结果与他人的实验结果对比, 显示两者的趋势一致, 表明本文提出的理论和方法可行.
      通信作者: 王亚珍, yazhen.wang@mail.scut.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50675068, 50875087)和 广东省自然科学基金博士启动项目(批准号: S2011040001440)资助的课题.
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    Zeng J Y 2001 Quantum Mechanics (3rd Ed.) (Beijing: Science Press) p135 (in Chinese) [曾谨言 2001 量子力学 (第三版) (北京: 科学出版社)第135页]

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-06-02
  • 修回日期:  2011-07-26
  • 刊出日期:  2012-03-20

热激发效应对界面摩擦的影响

  • 1. 华南理工大学机械与汽车工程学院, 广州, 510640;
  • 2. 广东工贸职业技术学院机械工程系, 广州, 510510
  • 通信作者: 王亚珍, yazhen.wang@mail.scut.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 50675068, 50875087)和 广东省自然科学基金博士启动项目(批准号: S2011040001440)资助的课题.

摘要: 论文主要从微观角度研究摩擦热产生的机理及摩擦热对摩擦性能的影响. 依据固体物理学中原子热振动理论, 以界面摩擦为研究对象, 从分析界面原子的受迫振动出发, 得出界面摩擦过程中原子的振动实际上是自激振动和受迫振动的叠加, 界面原子在非平衡状态下的热振动将导致声子的激发和湮灭, 进而导致摩擦热的产生, 摩擦界面的温度升高. 然后, 从温度对界面原子能级分布和跃迁的影响角度探讨了热激发效应对界面摩擦的影响, 分析得出如下结论: 温度低时, 界面原子处在激发态的概率随着温度的升高而增加, 导致摩擦系数随温度增加而增加; 温度在100 K附近界面原子处在激发态的概率出现峰值, 导致摩擦系数出现峰值; 当温度高于临界值后, 摩擦系数随温度的升高反而会降低. 最后将本文的理论分析的结果与他人的实验结果对比, 显示两者的趋势一致, 表明本文提出的理论和方法可行.

English Abstract

参考文献 (14)

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