[发明专利]一种外加电场诱导的摩擦装置及其测试方法

说明书

本发明公开一种外加电场诱导的摩擦装置及其测试方法，其包括基座、由导电夹具和设置在所述导电夹具底部的金属摩擦件组成的上摩擦副、由碳基膜和设置在所述碳基膜底部的电极板组成的下摩擦副、设置在所述基座上的运动单元和调节单元、应变梁、加载单元、悬臂梁以及电源，所述运动单元推动所述下摩擦副运动，所述应变梁上设置有应变片，所述悬臂梁前端底部与所述上摩擦副连接，所述悬臂梁前端顶部与所述加载单元连接，所述悬臂梁后端与所述应变梁前端连接，所述调节单元与所述应变梁后端连接并对所述上摩擦副进行位置调节，所述电源的正极与所述导电夹具电连接，所述电源的负极与所述电极板电连接，以降低所述金属摩擦件与所述碳基膜间的摩擦系数。

技术领域

本发明涉及摩擦装置技术领域，尤其涉及一种外加电场诱导的摩擦装置及其测试方法。

背景技术

追求低摩擦甚至是零摩擦始终是摩擦学研究的热点内容，碳材料作为一种典型的减摩涂层材料，具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨特性，在实验室研究中碳材料的摩擦系数可低至0.01~0.1范围，通常与碳材料摩擦的表面是具有粗糙度较小的表面，例如陶瓷；但是对于金属表面，其摩擦系数难以达到很低摩擦阶段。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种外加电场诱导的摩擦装置及其测试方法，旨在降低金属与碳材料接触表面的摩擦系数。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种外加电场诱导的摩擦装置，其包括基座、由导电夹具和设置在所述导电夹具底部的金属摩擦件组成的上摩擦副、由碳基膜和设置在所述碳基膜底部的电极板组成的下摩擦副、运动单元、调节单元、应变梁、加载单元、悬臂梁以及电源，所述运动单元和所述调节单元均设置在所述基座上，所述运动单元与所述下摩擦副连接并推动所述下摩擦副运动，所述应变梁上设置有应变片，所述悬臂梁前端底部与所述上摩擦副连接，所述悬臂梁前端顶部与所述加载单元连接，所述悬臂梁后端与所述应变梁前端连接，所述调节单元与所述应变梁后端连接并对所述上摩擦副进行位置调节，所述电源的正极与所述导电夹具电连接，所述电源的负极与所述电极板电连接。

所述外加电场诱导的摩擦装置，其中，所述导电夹具包括与所述加载单元连接并具有外螺纹的绝缘座、以及具有内螺纹的导电套筒；所述内螺纹与所述外螺纹相配合；所述绝缘座的底部设置有可容纳所述金属摩擦件的凹槽；所述导电套筒底部与所述凹槽相对应处设置有供所述金属摩擦件穿过的通孔。

所述外加电场诱导的摩擦装置，其中，所述通孔的宽度小于所述金属摩擦件水平方向的最大宽度。

所述外加电场诱导的摩擦装置，其中，所述运动单元包括与所述电极板的底部连接的绝缘板、设置在所述基座上的电机、以及将所述绝缘板与所述电机连接的绝缘支架。

所述外加电场诱导的摩擦装置，其中，所述电机为直线电机或旋转电机。

所述外加电场诱导的摩擦装置，其中，所述加载单元包括加载盘及加载砝码，所述加载盘设置在所述悬臂梁前端顶部，所述加载砝码盛放于所述加载盘内。

所述外加电场诱导的摩擦装置，其中，所述调节单元包括设置在所述基座上的X方向位移台、设置在所述X方向位移台上方的Z方向位移台、设置在所述Z方向位移台上方的保持架，以及设置在所述保持架中的摆动梁，所述摆动梁的前端与所述应变梁的后端连接。

所述外加电场诱导的摩擦装置，其中，所述摆动梁通过转轴与所述保持架连接，且所述摆动梁的前、后两端可绕所述转轴上下摆动；所述保持架的顶部还设置有调节螺杆，所述调节螺杆与所述摆动梁接触；所述摆动梁的后端通过配重杆连接有配重块，所述配重块用于平衡和稳定所述应变梁。

基于外加电场诱导的摩擦装置的测试方法，其包括步骤：分别对上摩擦副和下摩擦副进行组装，并将组装完成的上摩擦副和下摩擦副进行装夹和固定；