第3期 龚立丽等：锰方硼石的摩擦性能 ·357· 充到磨痕犁沟内，经过反复碾碎的磨屑变得细小 表面撕裂下来形成磨粒，一些磨粒被碾压黏着在 均匀图.图6()中黑色椭圆处为磨痕犁沟内的表 基体上，当转速持续增加，达到临界压痕深度时因 面形貌.从图中可明显观察到，经过反复摩擦，磨 压入而产生的拉伸力和基体表面缺陷使裂纹萌 屑（黑色椭圆附近的细小颗粒）不断被碾压并成片 生，并在应力的持续作用下进行扩展.由以上结果 状附着在基体上，表面有微裂纹生成（图中白色椭 分析得出其表面的磨损为磨料磨损回，并符合微 圆处).这是由于摩擦开始时为磨料磨损，材料从 观断裂磨损机理0H) 10 um 10m 10m 图6试样在400(a)、500(b)和600rmin1(c)转速下的磨屑以及500r·min1磨痕中萌生裂纹的扫描电镜照片(d) Fig.6 SEM images of friction swarf at speeds of 400 (a),500 (b)and 600 (c)rmin-as well as crack initiation at 500rmin!(d) 表1为载荷5N不同转速下的磨损量.随着转 (3)天然锰方硼石的表面磨损为磨料磨损.由 速的增加磨损量降低，耐磨性增强。这与之前磨屑 锰方硼石的物理性能、摩擦因数范围和磨损量可预 的分析相一致，转速增加，细小磨屑对磨痕犁沟有填 见锰方硼石可作为摩擦材料的一种填充材料. 补作用.由表1可以看出，磨损量非常小，说明该材 料可用作要求高耐磨性的摩擦材料填料 参考文献 Zeng Y S.Synthesis of chambersite and its geochemical implica- 表1不同转速下试样的磨损量 tion.J Geol,1983(4):401 Table 1 Wear loss of samples at different rotating speeds (曾贻善。锰方硼石的合成及其地球化学意义.地质学报， 转速/(rmin-) 磨损量/(10-9cm3N-1m-1) 1983(4):401) 400 1.2 Xiao C D,Zhang J,Zhang B H,et al.Chambersite deposit in Jix- 500 1.1 ian Tianjin.Geol Surr Res,2007(3):186 (肖成东，张静，张宝华，等.天津蓟县锰方硼石矿床.地质调 600 1.0 查与研究，2007(3)：186) B]Gao H M.Mineral Composite Friction Materials.Beijing:Chemi- 3结论 cal Industry Press,2007:218 (高惠民.矿物复合摩擦材料.北京：化学工业出版社，2007： (1)天然锰方硼石经过高能球磨后，衍射面破 218) 碎，衍射峰强度值相对降低 [4]Zhou Y.Materials Analysis Methods.Beijing:China Machine (2)经过放电等离子体烧结，得到的锰方硼石 Pres5,2004 为纯净的Mn3B,O3Cl,属于斜方晶系，空间群C.- (周玉.材料分析方法.北京：机械工业出版社，2004) 5] Qu ZG,Huang YC.Pouder Metallurgy Friction Materials.Bei- Pca.晶胞参数：ao=0.868nm,b=0.869nm,co= jing:Metallurgical Industry Press,2004:7 1.230nm,ao:bo:co=1:1:1.417. (曲在纲，黄月初粉末治金摩擦材料.北京：治金工业出版第 3 期 龚立丽等: 锰方硼石的摩擦性能 充到磨痕犁沟内，经过反复碾碎的磨屑变得细小 均匀［8］． 图 6( d) 中黑色椭圆处为磨痕犁沟内的表 面形貌． 从图中可明显观察到，经过反复摩擦，磨 屑( 黑色椭圆附近的细小颗粒) 不断被碾压并成片 状附着在基体上，表面有微裂纹生成( 图中白色椭 圆处) ． 这是由于摩擦开始时为磨料磨损，材料从 表面撕裂下来形成磨粒，一些磨粒被碾压黏着在 基体上，当转速持续增加，达到临界压痕深度时因 压入而产生的拉伸力和基体表面缺陷使裂纹萌 生，并在应力的持续作用下进行扩展． 由以上结果 分析得出其表面的磨损为磨料磨损［9］，并符合微 观断裂磨损机理［10--11］． 图 6 试样在 400 ( a) 、500 ( b) 和 600 r·min － 1 ( c) 转速下的磨屑以及 500 r·min － 1磨痕中萌生裂纹的扫描电镜照片( d) Fig． 6 SEM images of friction swarf at speeds of 400 ( a) ，500 ( b) and 600 ( c) r·min － 1 as well as crack initiation at 500 r·min － 1 ( d) 表 1 为载荷 5 N 不同转速下的磨损量． 随着转 速的增加磨损量降低，耐磨性增强． 这与之前磨屑 的分析相一致，转速增加，细小磨屑对磨痕犁沟有填 补作用． 由表 1 可以看出，磨损量非常小，说明该材 料可用作要求高耐磨性的摩擦材料填料． 表 1 不同转速下试样的磨损量 Table 1 Wear loss of samples at different rotating speeds 转速/( r·min － 1 ) 磨损量/( 10 － 9 cm3 ·N － 1·m － 1 ) 400 1. 2 500 1. 1 600 1. 0 3 结论 ( 1) 天然锰方硼石经过高能球磨后，衍射面破 碎，衍射峰强度值相对降低． ( 2) 经过放电等离子体烧结，得到的锰方硼石 为纯净的 Mn3 B7O13 Cl，属于斜方晶系，空间群 C5 2v-- Pca． 晶胞参数: a0 = 0. 868 nm，b0 = 0. 869 nm，c0 = 1. 230 nm，a0 ∶ b0 ∶ c0 = 1∶ 1∶ 1. 417． ( 3) 天然锰方硼石的表面磨损为磨料磨损． 由 锰方硼石的物理性能、摩擦因数范围和磨损量可预 见锰方硼石可作为摩擦材料的一种填充材料． 参 考 文 献 ［1］ Zeng Y S． Synthesis of chambersite and its geochemical implica￾tion． J Geol，1983( 4) : 401 ( 曾贻善． 锰方硼石的合成及其地球化学意义． 地质学报， 1983( 4) : 401) ［2］ Xiao C D，Zhang J，Zhang B H，et al． Chambersite deposit in Jix￾ian Tianjin． Geol Surv Ｒes，2007( 3) : 186 ( 肖成东，张静，张宝华，等． 天津蓟县锰方硼石矿床． 地质调 查与研究，2007( 3) : 186) ［3］ Gao H M． Mineral Composite Friction Materials． Beijing: Chemi￾cal Industry Press，2007: 218 ( 高惠民． 矿物复合摩擦材料． 北京: 化学工业出版社，2007: 218) ［4］ Zhou Y． Materials Analysis Methods． Beijing: China Machine Press，2004 ( 周玉． 材料分析方法． 北京: 机械工业出版社，2004) ［5］ Qu Z G，Huang Y C． Powder Metallurgy Friction Materials． Bei￾jing: Metallurgical Industry Press，2004: 7 ( 曲在纲，黄月初． 粉末冶金摩擦材料． 北京: 冶金工业出版 · 753 ·