Song, Hyunjun;Lim, Hyeongwoo;Seong, Kwon Il;Ahn, Hyo Sok
Tribology and Lubricants
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v.35
no.5
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pp.286-293
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2019
In friction and wear tests that use friction force microscopy (FFM), the wear debris transfer to the tip apex that changes tip radius is a crucial issue that influences the friction and wear performances of films and coatings with nanoscale thicknesses. In this study, FFM tests are performed for bilayer $MoS_2$ film to obtain a better understanding of how geometrical and chemical changes of tip apex influence the friction and wear properties of nanoscale molecular layers. The critical load can be estimated from the test results based on the clear distinction of the failure area. Scanning electron microscopy and energy-dispersive spectroscopy are employed to measure and observe the geometrical and chemical changes of the tip apex. Under normal loads lower than 1000 nN, the reuse of tips enhances the friction and wear performance at the tip-sample interface as the contact pair changes with the increase of tip radius. Therefore, the reduction of contact pressure due to the increase of tip radius by the transfer of $MoS_2$ or Mo-dominant wear debris and the change of contact pairs from diamond/$MoS_2$ to partial $MoS_2$ or Mo/$MoS_2$ can explain the critical load increase that results from tip reuse. We suggest that the wear debris transfer to the tip apex should be considered when used tips are repeatedly employed to identify the tribological properties of ultra-thin films using FFM.
The inertia friction properties of C/C composites manufactured by the processes of pressure and at-mospheric carbonizaton with a commerciallized and two kinds of modified coal-tar pitch as a matrix pre-cursor were investigated. The modifications of a pitch such as the introduction of mesophase and the ad-dition of sulphur into a raw pitch were not effective for a impregnation efficiency conducted in a vacuum and at the same time in a pressure of 5kg/cm2 due to the increase of the pitch viscosity. There was not a difference in the densification increment between the pitch modifications however it was revealed that a pressure carbonization was more advantageous than an atmospheric in the densification and the formation of anisotropic carbon matrix. The friction and wear propertis of C/C having higher degree of matrix cry-stallization higher density and hardness of friction surface showed superiority. As the braking energy was increased the friction coefficients were decreased and reached almost same level at the high kinetic energy of 99.6kJ. The wear trends at 99.6kJ were different from the behaviors of friction ceofficient under the same energy in which an oxidation wear is being considered along with a mechnical wear although the wear rates were almost similar to the friction coefficient at the low energy.
This study is concerned with the production of carbon fiber reinforced carbon(C/C) with polyaromatic mesophase pitch as matrix precursor and with the investigation of friction-wear characteristics in ambient air using a constant speed type of friction tester. The main problem in using the polyaromatic mesophase as the matrix precursor is the high viscosity which may limit the complete impregnation of the fiber preform in the vacuum. To solve these problems two dimensional carbon fiber fabrics were infiltrated with meso-phase pitch in the pitch impregnator. After the impregnation and the heat treatment process. C/C com-posites were characterized by density porosity to monitor the influence of high pressure and temperature. It showed that the bulk density was increased and the apparent porosity and the density increasing rate was reduced as repeating the impregnation the carbonization and the heat treatment. The friction-wear charac-teristics of C/C composites were investigated by measuring the average friction coefficient and the specific wear rate as functions friction speed and friction pressure using a constant speed type of friction tester. C/C composite4s showed the average friction coefficient to be reduced as increasing the friction speed and the friction pressure.
Lee Han-Young;Heo Dae-Hong;Kim Tae-Jun;Cho Yong-Jae;Cho Bum-Rae;Hur Man-Dae
Tribology and Lubricants
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v.22
no.1
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pp.1-7
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2006
The sliding friction and wear properties of mineral fiber reinforced composite(MF) and glass fiber reinforced composites(GF) are investigated to clarify their field of use and the role of each fiber in friction material. Friction and wear test reveals that GF composite has better wear resistance even though with low friction coefficient, comparing with MF composite. Glass fiber strengthen effectively the matrix and may absorb friction energy to convert it into the fracture energy of them, as well as its lubricative role. However, mineral fiber in MF composite is too small to strengthen the matrix. Then MF composite are easily plowed and worn out by asperity on counter material. Friction coefficient of MF composite is higher friction coefficient than that of GF composite and varied widely with test.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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1998.04a
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pp.83-90
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1998
The morphologies of the wear debris are directly indicative of wear processes occuring in machinery and their severity. The neural network was applied to identify friction condition from the lubricated moving system. The four parameter(50% volumetric diameter, aspect, roundness and reflectivity) of wear debris are used as inputs to the network and learned the friction coefficient. It is shown that identification results depend on the ranges of these shape parameter learned. The three kinds of the wear debris had a different pattern characteristic and recognized the friction condition and materials very well by neural network. We dicuss between the characteristic of wear debris and the friction coefficient and how the network determines difference in wear debris feature.
Friction and wear behavior of hot isostatic pressed $Al_2O_3-TiC$ was experimentally examined. Pin-on-disk type friction and wear apparatus was designed and manufactured for the experiment. The experiments were conducted under unlubricated sliding motion in both low and high humidity for three kinds of sliding speed. $Al_2O_3-TiC$ and bearing steel were used as counterface materials. Friction coefficient, wear rate, and surface roughness were measured. Wear surface and wear debris were observed through optical microscope and SEM and analyzed by EDAX. The results showed that the counterface materials, the sliding speed, and the moisture at the sliding surface have significant influence on the friction coefficient and wear rate of $Al_2O_3-TiC$.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.21
no.4
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pp.103-108
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2004
Carbon fiber reinforced composites(CFRP) were fabricated with phenolic resin matrix by hot press molding, and its surface was modified by the ion-assisted reaction process. When we tested the friction coefficient and wear rate variation and observed the effect of fibers with respect to friction and wear characteristics, the amount of pitch based carbon fiber was 45wt% and the average friction coefficient was the lowest at 0.12. When the amount of ion-irradiation was $1\times10^{l6}ions/cm^2$, the friction coefficient of the composites was about 0.12 and the wear mode was stable, whereas, the friction coefficient of the non-treated composites was about 0.16 and the wear mode was very unstable. But if the amount of ion-irradiation was $5\times10^{l6}ions/cm^2$$1\times10^{l6}ions/cm^2$ion-irradiation case.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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1996.04b
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pp.45-54
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1996
The effect of graphite on the frictional characteristics of Cu-based sintered friction materials was studied by pin-on-disk type wear test. A study has been carried out concerning the optimum concentration of graphite in sintered friction material to obtain the minimum wear rate and low friction coefficient . Friction coefficient and wear rate were increased as increasing the content of graphite in the matrix. In the study the optimum concentration of graphite was 19vol % to get the minimum wear rate and optimal frick'ion coefficient.
This paper presents an experiment of the characteristics of lubricating oils for refrigerating and air conditioning. We investgate influences of lubricating oils and additives on friction and wear by reciprocating type and pendulum type friction testers. The result shows that polyolesters have excellent friction characteristics and poor effect of additives. In contrast, polyvinylethers gave higher coefficient of friction, low wear amount and good effect of additives. We can see good relationship between the coefficients of friction in recipricating type and pendulum type friction testers.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.3
no.3
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pp.5-10
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2004
The effect of bronze sintered friction materials on frictional and mechanical properties is studied with the content(8~18 wt,%) and shapes (flake and irregular) of graphite that is used as solid lubricants to meet diverse characteristics such as low coefficient of friction, low wear rate and high bending strength. The content and shapes of graphite are optimized by statistical experiments. Friction test was carried out measure friction coefficient, temperature dependence and wear rate. As a result of experiments, the density, hardness and bending strength with a shape of flake graphite are lower and decrease rapidly than that of Irregular, as the content of graphite increases up to 18 wt% Aftei friction test, coefficient of friction is 0.3~0 4 and wear rate is $0.32{\sim}2.98{\times}10^{-7}cm^3/kg{\cdot}m$. When the content of graphite increases, coefficient of friction increases In a shape of flake graphite and decreases in a shape of irregular graphite.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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