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第1章 绪论1

1.1 载流摩擦副的工程背景2

1.1.1 轨道交通系统2

1.1.2 开关系统8

1.1.3 电刷系统13

1.2 载流摩擦副的接触表面14

1.2.1 摩擦接触表面14

1.2.2 导电接触表面17

1.3 载流摩擦副的特点19

1.3.1 配副系统的耦合特性19

1.3.2 配副系统的分类21

1.3.3 配副系统的基本性能与评估22

参考文献24

第2章 载流摩擦学特性27

2.1 载流摩擦学特性的一般规律27

2.1.1 摩擦磨损特性27

2.1.2 载流性能30

2.1.3 载流摩擦的动态规律31

2.2 滑动摩擦副的载流摩擦学特性32

2.2.1 滑动载流摩擦的过程32

2.2.2 稳定接触状态下滑动载流摩擦磨损特性36

2.2.3 其他因素对载流摩擦磨损的影响50

2.3 微动载流摩擦副的载流摩擦学特性59

2.3.1 微动载流摩擦副的载流摩擦学过程59

2.3.2 微动载流摩擦副稳定运行阶段的载流摩擦性能62

参考文献67

第3章 不同材料的载流摩擦学特性72

3.1 铜系导电材料的载流摩擦学特性72

3.1.1 铜合金72

3.1.2 铜基复合材料81

3.1.3 铜基粉末冶金90

3.2 碳材料的载流摩擦学特性92

3.2.1 纯碳92

3.2.2 浸金属碳93

3.2.3 C／C复合材料96

3.2.4 碳纳米管-银-石墨复合材料100

3.3 钢铁材料的载流摩擦学特性101

3.4 铝基复合材料载流摩擦学特性104

3.5 陶瓷材料108

3.6 开关电器触头材料111

3.6.1 银基电接触材料112

3.6.2 铜基电接触材料115

参考文献117

第4章 载流摩擦接触特性123

4.1 粗糙表面的摩擦接触123

4.1.1 赫兹接触理论123

4.1.2 JKR、DMT接触模型124

4.1.3 粗糙接触G-W模型125

4.1.4 粗糙接触分形模型126

4.1.5 表面粗糙度对摩擦接触的影响127

4.2 粗糙表面的电接触理论129

4.2.1 静态电接触理论130

4.2.2 运动状态下的电接触理论133

4.3 载流／摩擦表面的热分析138

4.3.1 载流摩擦过程中产生热量类型138

4.3.2 热量对材料接触特性的影响143

4.4 表面膜与导电／摩擦接触的匹配设计145

4.4.1 天然膜145

4.4.2 人工膜148

参考文献151

第5章 载流摩擦副电弧特性154

5.1 载流摩擦副电弧的产生机制154

5.1.1 电弧产生的物理基础154

5.1.2 载流摩擦电弧的形成过程156

5.1.3 电弧特征参数158

5.1.4 摩擦电弧形成条件170

5.2 载流摩擦电弧的特点174

5.2.1 随机性174

5.2.2 运动性175

5.2.3 动态平衡性178

5.3 电弧对导电品质和材料损伤的影响179

5.3.1 载流品质179

5.3.2 电弧对材料的损伤184

5.3.3 载流摩擦电弧产生的主要工况187

5.4 载流摩擦电弧的抑制189

5.4.1 抑制电弧产生189

5.4.2 约束电弧发展和维持191

5.4.3 加速电弧熄灭193

参考文献194

第6章 载流摩擦接触表面的损伤机理198

6.1 载流磨损的主要形式198

6.1.1 机械磨损198

6.1.2 氧化磨损201

6.1.3 电气磨损203

6.1.4 电气磨损机制206

6.1.5 复合损伤机制209

6.2 载流摩擦表面形貌特征214

6.2.1 载流摩擦接触表面特征214

6.2.2 载流摩擦副表面膜217

6.2.3 载流摩擦副次表层组织变化219

参考文献223

第7章 载流摩擦的研究方法与手段225

7.1 载流摩擦磨损性能的评估225

7.1.1 载流摩擦副导电性能的评估225

7.1.2 摩擦磨损性能的评估227

7.1.3 载流摩擦磨损综合性能评估方法229

7.2 载流摩擦磨损的试验方法234

7.2.1 载流特性检测设备及方法234

7.2.2 载流摩擦磨损性能的工程评估设备及方法241

参考文献245