3. Results and discussion3.1. Tribo

3. Results and discussion
3.1. Tribological behaviors at varying sliding speeds
Fig. 2 compares the friction coefficient evolutions of neat EP,
EP/SCF, EP/SCF/Gr and EP/SCF/Gr/Si versus sliding time with
stepwise decreasing the speed from 3.0 to 0.1 m/s. It is seen that
the stepwise decrease of sliding speeds enhances correspondingly
the friction coefficient owing to the reduced hydrodynamic lifting
of water film (enhanced solid–solid rubbing). For the speed steps
varying from 3.0 to 0.2 m/s, the friction coefficients of all the
materials studied show an obvious running-in process. That is, at
the starting stage of each speed step, the friction coefficient
decreases versus sliding time before becoming steady. The
running-in process at each speed step can be related to the tribofilm
formation based on that obtained from the last speed step
[26–28]. In this case, the tribofilm obtained from each speed step
can exert an influence on the friction coefficient in the next speed
step. It is inferred that at each speed step after the running-in
period the tribofilm structure arrives in equilibrium.
At 3.0 m/s, neat EP shows the highest friction coefficient in the
running-in process. Nevertheless, at lower speeds, the addition of
SCF into EP matrix enhances slightly the friction coefficient (cf.
Fig. 2). However, the addition of graphite into SCF-reinforced EP
lead to a pronounced reduction of friction coefficients. In addition,
the friction coefficient vibration is also significantly reduced when
graphite are added, especially at 0.1 m/s, i.e. representing a lubrication
regime with limited or even negligible hydrodynamic effect.
In comparison to that of EP/SCF, the tribofilm on the counterface
sliding against EP/SCF/Gr is more uniform and covers a larger area
of the counterface, as noticed from Fig. 3. This can be ascribed to
the laminar structure of graphite, which promotes the tribofilm
formation on the sliding surface and reduces the friction coeffi-
cient. That is, the addition of graphite can smoothen the structure
evolution of the tribofilm. Based on the friction coefficient results,
it is clear that EP/SCF/Gr/Si gives the smallest friction coefficient
among the four materials concerned here. This indicates that SiO2
nanoparticles can further lower the friction coefficient of EP/SCF/
Gr composite. Table 3 lists the average or ending friction coeffi-
cient at each sliding speed during tribology tests. Based on the
data, Fig. 4 gives the Stribeck curves derived from the friction
coefficients obtained at various speed steps. It is seen that with
decreasing the sliding speed the lubrication regime shifts
Fig. 1. (a) Schematic diagram of BOR test apparatus and (b) optical micrograph of counterpart ring surface.
Table 2
Test parameters for a constant normal load (F¼100 N).
Sliding speed (m/s) Test duration (h)
Condition I 3.0-1.8-1.0-0.6-0.2-0.1 0.5 at each sliding speed
Condition II 0.2 6
Condition III 1.8 6
Fig. 2. Friction coefficients evolutions of neat EP, EP/SCF, EP/SCF/Gr and EP/SCF/Gr/
Si, as a function of sliding time with stepwise decreasing speed from 3.0 to 0.1 m/s.
C.P. Gao et al. / Tribology International 95 (2016) 333–341 335
progressively from hydrodynamic lubrication to mixed and
boundary lubrication. The combination of graphite and SiO2
nanoparticles reduces obviously the friction coefficient of EP/SCF,
especially at low sliding speed.
In order to figure out the different effects of the two commonly
used reinforcing fibers (SCF and SGF) on the friction coefficient of
EP composites lubricated under water, here Fig. 5 illustrates the
friction coefficient evolutions of SGF-reinforced EP composites, i.e.
EP/SGF, EP/SGF/Gr/PTFE and EP/SGF/Si, as functions of sliding time
and sliding speed. Following a similar tendency as those of SCFreinforced
EP composites, the friction coefficients of SGFreinforced
EP composites decrease at the running-in process of
each speed step. It is seen that the three composites show similar
friction coefficients at speeds varying from 3.0 to 0.6 m/s. Nevertheless,
at 0.2 and 0.1 m/s, the EP/SGF/Gr/PTFE exhibits the smallest
friction coefficient among the three SGF-reinforced composites.
However, further addition of SiO2 nanoparticles into EP/SGF
does not result in an obvious change of the friction coefficient. In
comparison to the friction coefficients of SCF-reinforced EP composites
(cf. Fig. 2), SGF-reinforced EP composites exhibit higher
friction coefficients at low speeds, especially at 0.2 and 0.1 m/s (cf.
Fig. 5).
Fig. 6 shows the specific wear rates of neat EP and EP composites
obtained after sliding at varying speeds. Compared to that
Fig. 3. Optical micrographs of worn surfaces of counterpart rings after sliding against (a) EP/SCF and (b) EP/SCF/Gr. Arrows indicate the sliding direction.
Table 3
Average or ending friction coefficients at each sliding speed.
EP/EP-Coms Sliding speed (m/s)
3.0 1.8 1.0 0.6 0.2 0.1
EP 0.076 0.081 0.098 0.136 0.210 0.241
EP/SCF 0.056 0.10

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3. ผล และการอภิปราย3.1. tribological พฤติกรรมที่แตกต่างกันของความเร็วในการเลื่อนรูป 2 เปรียบเทียบวิวัฒนาการสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ EP เรียบร้อยEP/SCF, EP/SCF/Gr และ EP/SCF/Gr/ศรี และเลื่อนเวลาด้วยstepwise ลดความเร็วจาก 3.0 เป็น 0.1 เมตรต่อวินาที เห็นที่ลดเลื่อนความเร็วยังคงเพิ่มตามลำดับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเนื่องจากการลดการเกิด hydrodynamic ยกน้ำฟิล์ม (ชุบแข็งแข็งพิเศษ) สำหรับขั้นตอนความเร็วแตกต่างจาก 3.0 ไป 0.2 m/s สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานทั้งหมดวัสดุศึกษาแสดงกระบวนการทำงานชัดเจน คือ ที่ขั้นตอนเริ่มต้นของแต่ละขั้นตอนความเร็ว ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานลดลงและเลื่อนเวลาก่อนกลายเป็นมั่นคง การกระบวนการในการทำงานในแต่ละขั้นตอนของความเร็วที่สามารถเกี่ยวข้องกับการ tribofilmก่อตัวที่ตามที่ได้รับจากขั้นตอนความเร็วสุดท้าย[26-28] ในกรณีนี้ tribofilm ที่ได้จากแต่ละขั้นตอนเร็วสามารถออกแรงมีอิทธิพลต่อค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานความเร็วต่อไปขั้นตอนการ มันคือข้อสรุปที่ความเร็วแต่ละขั้นตอนหลังจากทำงานในระยะเวลาโครงสร้าง tribofilm มาในสมดุลที่ 3.0 m/s, EP เรียบร้อยแสดงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูงสุดในการทำงานในกระบวนการ อย่างไรก็ตาม ที่ความเร็วต่ำ การเพิ่มSCF ในเมทริกซ์ EP เพิ่มค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานขึ้นเล็กน้อยทางรูปที่ 2) อย่างไรก็ตาม การเพิ่มของแกรไฟต์เป็น EP เสริม SCFนำไปสู่การลดที่เด่นชัดของสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน นอกจากนี้สั่นสะเทือนค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะลดลงอย่างมากกราไฟท์มีเพิ่ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ 0.1 m/s เช่นหล่อลื่นแทนระบอบการปกครอง มีผลเกิด hydrodynamic จำกัด หรือแม้แต่เล็กน้อยเมื่อเทียบกับของ EP SCF, tribofilm บนกับ counterfaceเลื่อนกับ EP/SCF/Gr มากสม่ำเสมอ และครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของกับ counterface ตามที่สังเกตเห็นจากรูป 3 สามารถจากนี้ไปโครงสร้างของแกรไฟต์ ซึ่งส่งเสริมการ tribofilm laminarคุมการเลื่อนผิว และลดการเสียดทาน coeffi-cient คือ การเพิ่มของแกรไฟต์สามารถ smoothen โครงสร้างวิวัฒนาการของการ tribofilm ตามผลลัพธ์ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเป็นที่ชัดเจนว่า EP/SCF/Gr/ศรี ให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานน้อยที่สุดระหว่างวัสดุสี่เกี่ยวข้อง บ่งชี้ว่า SiO2เก็บกักเพิ่มเติมสามารถลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ EP/SCF /กรัมประกอบด้วย ตารางที่ 3 แสดงค่าเฉลี่ยหรือสิ้นแรงเสียดทาน coeffi-ทดสอบ cient ที่ความเร็วแต่ละบานเลื่อนระหว่าง tribology ตามข้อมูล 4 รูปให้โค้ง Stribeck ที่มาจากแรงเสียดทานสัมประสิทธิ์ที่ได้ในขั้นตอนต่าง ๆ ความเร็ว มันเห็นว่าลดความเร็วในการเลื่อนระบบหล่อลื่นการปกครองกะรูปที่ 1 (ก) แผนผังไดอะแกรมของเครื่องทดสอบบ่อและบอร์ดสองกว้าง/ (ข) แสงของพื้นผิววงแหวนคู่ตารางที่ 2ทดสอบพารามิเตอร์สำหรับโหลดปกติคง (F¼100 N)เลื่อนระยะเวลาทดสอบความเร็ว (m/s) (h)สภาพผม 0.5 3.0-1.8-1.0-0.6-0.2-0.1 ที่เลื่อนแต่ละความเร็วเงื่อนไขที่สอง 0.2 6เงื่อนไข III 1.8 6รูป 2 วิวัฒนาการสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ EP เรียบ EP/SCF, EP/SCF/Gr และ EP/SCF/กรัม /ศรี เป็นฟังก์ชันของการเลื่อนเวลายังคงความเร็วที่ลดลงจาก 3.0 กับ 0.1 เมตรต่อวินาทีซีพีเการ้อยเอ็ด / Tribology นานา 95 (2016) 333-341 335เรื่อย ๆ จากหล่อลื่นเกิด hydrodynamic ผสม และหล่อลื่นขอบเขต กราไฟท์และ SiO2เก็บกักลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ EP/SCF เห็นได้ชัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วต่ำของบานเลื่อนเพื่อทราบผลแตกต่างกันของทั้งสองโดยทั่วไปใช้เสริมเส้นใย (SCF และจดทะเบียน SGF) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของคอมโพสิต EP หล่อลื่นใต้น้ำ นี่ 5 รูปแสดงการวิวัฒนาการสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ EP เสริมจดทะเบียน SGF คอมโพสิต เช่นEP/จด ทะเบียน SGF, EP/จด ทะเบียน SGF/Gr/PTFE และ EP/จด ทะเบียน SGF/ศรี เป็นฟังก์ชันของการเลื่อนเวลาและเลื่อนความเร็ว ต่อแนวโน้มที่คล้ายกันของ SCFreinforcedคอมโพสิต EP สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน SGFreinforcedคอมโพสิต EP ลดในกระบวนการทำงานของแต่ละขั้นตอนเร็วขึ้น เห็นว่า คอมโพสิตสามแสดงคล้ายค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ความเร็วที่แตกต่างจาก 3.0 ไป 0.6 m/s อย่างไรก็ตามที่เล็กที่สุดที่ 0.2 และ 0.1 m/s, EP/จด ทะเบียน SGF/Gr/PTFE แสดงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างคอมโพสิต 3 เสริมจดทะเบียน SGFอย่างไรก็ตาม การเพิ่มการเก็บกัก SiO2 เป็น EP/จด ทะเบียน SGFผลในการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนของค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ในเปรียบเทียบกับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของคอมโพสิตเสริม SCF EPจัดคอมโพสิตเสริมจดทะเบียน SGF EP (ษ 2 รูป), สูงสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ความเร็วต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ 0.2 และ 0.1 m/s ขึ้นFig. 5)รูป 6 แสดงราคาเฉพาะชุดของ EP และ EP คอมโพสิตหลังจากเลื่อนที่ความเร็วแตกต่างกันได้ เมื่อเทียบกับรูป 3 Micrographs แสงของพื้นผิวสวมใส่แหวนคู่หลังเลื่อนกับ EP/SCF (ก) และ (ข) EP/SCF/กลุ่ม ลูกศรแสดงทิศทางการเลื่อนตารางที่ 3ค่าเฉลี่ยหรือสิ้นสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานความเร็วแต่ละบานเลื่อนเลื่อน EP/EP-คอมส์ความเร็ว (m/s)3.0 1.8 1.0 0.6 0.2 0.1EP 0.076 0.081 0.098 0.136 0.210 0.241EP/SCF 0.056 0.10

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3. ผลการทดลองและการอภิปราย
3.1 พฤติกรรมไทรที่แตกต่างกันด้วยความเร็วเลื่อน
รูป 2 เปรียบเทียบวิวัฒนาการสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของอีเรียบร้อย
EP / SCF, EP / SCF / Gr และ EP / SCF / กรัม / ศรีเมื่อเทียบกับเวลาที่มีการเลื่อน
แบบขั้นตอนการลดความเร็วจาก 3.0 เป็น 0.1 เมตร / วินาที จะเห็นว่า
การลดลงแบบขั้นตอนของความเร็วในการเลื่อนตามลําดับช่วยเพิ่ม
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเนื่องจากการยกอุทกพลศาสตร์ลดลง
ของฟิล์มน้ำ (เพิ่มถูของแข็งแข็ง) สำหรับขั้นตอนในความเร็ว
ที่แตกต่างกัน 3.0-0.2 m / s แรงเสียดทานค่าสัมประสิทธิ์ของทุก
วัสดุการศึกษาแสดงให้เห็นกระบวนการทำงานในที่เห็นได้ชัด นั่นคือใน
ขั้นตอนเริ่มต้นของแต่ละขั้นตอนความเร็วสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
ลดลงเมื่อเทียบกับช่วงเวลาก่อนที่จะกลายเลื่อนมั่นคง
กระบวนการทำงานในแต่ละขั้นตอนความเร็วอาจจะเกี่ยวข้องกับ tribofilm
ก่อตัวขึ้นอยู่กับที่ได้จากขั้นตอนที่ความเร็วสุดท้าย
[26-28] ในกรณีนี้ tribofilm ที่ได้รับจากแต่ละขั้นตอนความเร็ว
สามารถออกแรงอิทธิพลต่อค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานความเร็วในการต่อไป
ขั้นตอน มันถูกเหมาเอาว่าในแต่ละขั้นตอนความเร็วหลังจากการทำงานใน
ระยะเวลาโครงสร้าง tribofilm มาถึงในภาวะสมดุล.
ที่ระดับ 3.0 m / s เรียบร้อย EP แสดงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูงที่สุดใน
กระบวนการทำงานใน แต่ด้วยความเร็วที่ต่ำกว่าการเพิ่มขึ้นของ
SCF เข้าไปในอีเมทริกซ์ช่วยเพิ่มเล็กน้อยค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (cf
รูป. 2) อย่างไรก็ตามนอกเหนือจากกราไฟท์เข้า SCF เสริมอี
นำไปสู่การลดความเด่นชัดของสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน นอกจากนี้ยังมี
การสั่นสะเทือนสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานยังจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อ
กราไฟท์ที่มีการเพิ่มโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ 0.1 m / s คือตัวแทนของการหล่อลื่น
ระบอบการปกครองที่มีอยู่อย่าง จำกัด หรือแม้แต่เล็กน้อยผลอุทกพลศาสตร์.
ในการเปรียบเทียบกับที่ของ EP / SCF, tribofilm บน counterface ที่
เลื่อนกับ EP / SCF / Gr เป็นสม่ำเสมอมากขึ้นและครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่
ของ counterface เช่นสังเกตจากรูป 3. นี้สามารถกำหนด
โครงสร้างราบเรียบของกราไฟท์ซึ่งส่งเสริมการ tribofilm
ก่อตัวบนพื้นผิวการเลื่อนและลดแรงเสียดทาน coeffi-
ประสิทธิภาพ นั่นคือการเพิ่มขึ้นของกราไฟท์สามารถนุ่มโครงสร้าง
วิวัฒนาการของ tribofilm บนพื้นฐานของผลสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่
เป็นที่ชัดเจนว่า EP / SCF / กรัม / ศรีให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่เล็กที่สุด
ในหมู่วัสดุที่สี่ห่วงที่นี่ นี้บ่งชี้ว่า SiO2
อนุภาคนาโนยังสามารถลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ EP / SCF /
Gr คอมโพสิต ตารางที่ 3 รายการแรงเสียดทาน coeffi- ค่าเฉลี่ยหรือสิ้นสุด
เพียงพอในแต่ละความเร็วเลื่อนในระหว่างการทดสอบ Tribology บนพื้นฐานของ
ข้อมูลรูป 4 ให้โค้ง Stribeck มาจากแรงเสียดทาน
สัมประสิทธิ์ได้ที่ความเร็วขั้นตอนต่างๆ จะเห็นว่ามี
การลดความเร็วในการเลื่อนระบอบการปกครองหล่อลื่นกะ
รูป 1. (ก) แผนภาพของเครื่องทดสอบ BOR และ (ข) micrograph แสงของพื้นผิวแหวนคู่.
ตารางที่ 2
พารามิเตอร์การทดสอบหาโหลดตามปกติอย่างต่อเนื่อง (F¼100 N).
ความเร็วในการเลื่อน (m / s) ระยะเวลาการทดสอบ (H)
สภาพผม 3.0-1.8-1.0-0.6-0.2-0.1 0.5 ในแต่ละความเร็วเลื่อน
สภาพครั้งที่สอง 0.2 6
สภาพ III 1.8 6
รูป 2. แรงเสียดทานค่าสัมประสิทธิ์การวิวัฒนาการของอีเรียบร้อย EP / SCF, EP / SCF / Gr และ EP / SCF / กรัม /
Si, เป็นหน้าที่ของเวลาที่มีความเร็วลดลงแบบขั้นตอนเลื่อน 3.0-0.1 M / s.
CP Gao, et al / Tribology นานาชาติ 95 (2016) 333-341 335
มีความก้าวหน้าจากการหล่อลื่นอุทกพลศาสตร์ในการผสมและ
การหล่อลื่นเขตแดน การรวมกันของกราไฟท์และ SiO2
อนุภาคนาโนช่วยลดอย่างเห็นได้ชัดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ EP / SCF,
โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วต่ำเลื่อน.
เพื่อที่จะคิดออกผลกระทบที่แตกต่างกันของทั้งสองทั่วไป
เส้นใยที่ใช้เสริม (SCF และ SGF) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ
คอมโพสิต EP หล่อลื่นใต้น้ำที่นี่รูป 5 แสดงให้เห็นถึง
วิวัฒนาการของสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ SGF เสริมแรงคอมโพสิต EP คือ
EP / SGF, EP / SGF / กรัม / PTFE และ EP / SGF / Si, ฟังก์ชั่นของเวลาเลื่อน
และความเร็วในการเลื่อน ต่อไปนี้มีแนวโน้มที่คล้ายกันเป็นผู้ SCFreinforced
คอมโพสิตอีสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ SGFreinforced
อีคอมโพสิตลดลงในกระบวนการทำงานในของ
แต่ละขั้นตอนความเร็ว จะเห็นได้ว่าทั้งสามแสดงคอมโพสิตที่คล้ายกัน
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ความเร็วที่แตกต่างกัน 3.0-0.6 เมตร / วินาที อย่างไรก็ตาม
ที่ 0.2 และ 0.1 m / s อี / SGF / กรัม / PTFE การจัดแสดงนิทรรศการที่เล็กที่สุด
มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างสามคอมโพสิต SGF เสริม.
อย่างไรก็ตามนอกจากนี้ต่อไปของอนุภาคนาโน SiO2 เข้า EP / SGF
ไม่ได้ผลในการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดของ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ใน
การเปรียบเทียบกับแรงเสียดทานสัมประสิทธิ์ SCF เสริมแรงคอมโพสิต EP
(cf รูป. 2), SGF เสริมแรงคอมโพสิต EP แสดงสูงกว่า
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ความเร็วต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ 0.2 และ 0.1 เมตร / วินาที (cf
รูป. 5).
รูป . 6 แสดงให้เห็นถึงอัตราการสึกหรอที่เฉพาะเจาะจงของระเบียบอีและอีคอมโพสิต
ได้รับหลังจากการเลื่อนด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน เมื่อเทียบกับ
รูป 3. ไมโครออฟติคอลของพื้นผิวที่สึกหรอของแหวนคู่หลังจากเลื่อนกับ (ก) EP / SCF และ (ข) EP / SCF / Gr ลูกศรแสดงทิศทางการเลื่อน.
ตารางที่ 3
ค่าเฉลี่ยหรือค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสิ้นสุดในแต่ละความเร็วเลื่อน.
EP / EP-Coms ความเร็วเลื่อน (m / s)
3.0 1.8 1.0 0.6 0.2 0.1
EP 0.076 0.081 0.098 0.136 0.210 0.241
EP / SCF 0.056 0.10