本研究使用四球式潤滑試驗機加裝一微電壓、微電流控制暨測量裝置,和 一接觸電阻量測裝置,探討金屬摩擦面間產生自發性電壓的現象,以及外 部施加電壓在邊界潤滑下,對摩擦與磨耗特性的影響。由實驗結果得知不 論是同種或異種金屬配對,在摩擦面間均會產生一定方向的電位差,稱為 自發性電壓。此自發性電壓的大小與摩擦面間的油膜狀態有密切的關係, 油膜愈完整,此電位差愈大,並且在不同的潤滑領域時,自發性電壓受到 諸如席貝克效應、流動電位、電化學電位及摩擦起電等不同的界面動電現 象支配,而有不同的表現。此外,實驗結果亦顯示,由外部對摩擦面施加 直流電壓時,在同種金屬材料之磨耗配對的情況,外加電流越大磨耗量越 大,和電場極性無明顯關係,並且電流-磨耗體積的關係呈一V型曲線, 但是在陽極區之電流-磨耗體積曲線的上升斜率較陰極區平緩。另外,實 驗結果亦顯示,當本實驗將四球試片絕緣且不施加任何電場時,可以有效 地減少磨耗量。而在異種金屬材料 AISI1012 / AISI52100 磨耗配對時, 電流-磨耗體積的關係呈一階梯狀曲線,在陰極區時,外加電流越大磨耗 量就越大;在陽極區時,磨耗量隨著外加電流增加而減少,而後在外加電 流約為 +100 mA 時到達一平衡狀態。並且由金相顯微鏡對固定球側磨耗 表面磨耗狀況的觀察得知,當對摩擦表面通正電流時,固定球側之磨耗痕 面積較小,且磨耗表面呈黑褐色暗淡光澤。當對摩擦表面通負電流時,固 定球側之磨耗痕面積較大,且磨耗表面有新生金屬光澤。另外,當對四球 試片施以絕緣且不施加任何外加電場時,亦可減少磨耗體積。
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