第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

123 / 2020-09-18 11:15:02

三种松香的室温摩擦学特性

松香；摩擦学特性；粉化；机理

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摘要：在弦乐器的演奏中，松香使弓毛与琴弦间产生粘滑现象，从而使得琴弦产生自激振动。然而迄今为止，人们不仅对松香的摩擦学特性及其机理知之甚少，也并不了解各种弦乐用松香在摩擦学特性方面的相同与不同之处。基于此，我们以工业松香、Pirastro红色松香和ANDREA Piacere大提琴用松香为研究对象，通过蒸发松香/乙醇溶液的方法在铸铁盘上制备了厚度为3 mm厚度的松香膜，并在往复摩擦磨损试验机上考察了三种松香在钢球/铸铁盘摩擦副下的室温摩擦磨损性能。研究结果表明：与干摩擦下的钢球/铸铁盘摩擦副的摩擦系数（0.8）相比，三种松香的摩擦系数均在0.30-0.40范围，且有明显的粘滑现象，特别是S大提琴用松香下的粘滑现象最为显著。在摩擦力的作用下，三种松香均出现了粉化现象，表现为：（1）铸铁盘上的松香层按粉化程度分为三个区，内部区为低粉化区（熔融或断裂），环状中间区为细粉化区，外部区为粗粉化区；（2）钢球磨损表面有与铸铁盘磨损表面对应的三个区。弦乐弓毛打松香和弓弦摩擦时，亦发现了粉化现象。由此可见，粉化是松香在摩擦力作用下的一个重要摩擦学现象。我们从（1）熔化机制、（2）塑性屈服机制以及（3）剪切带的形成等三种机制入手，结合三种松香的组成、微结构以及粘温特性等，对三种松香摩擦学特性与差别进行了深入的讨论，并从场发射扫描电子显微镜上获得了一些证据。