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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