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环境湿度影响下的碳/铜滑动接触副载流摩擦学行为

载流摩擦；弓网系统；相对湿度；碳/铜接触；损伤机制

弓网系统依靠受电弓滑板与接触网导线间的滑动电接触为电力列车输送电能，作为一个开放的摩擦学系统，其服役行为强烈地受到外界环境的影响。利用往复式载流摩擦磨损试验机，通过加装湿度控制模块，在滑动电接触条件下，以碳棒和铜棒为摩擦配副，研究了环境湿度(10%RH-80%RH)对碳/铜载流滑动接触副摩擦学行为的影响。结果表明：水蒸气和电流的干预对摩擦界面的滑动磨损行为有显著的影响。当湿度恒定时，无电流工况的摩擦系数(COF)明显低于载流条件。而当湿度增加时，摩擦系数呈现下降的趋势。但当电流增加到10A后，不同湿度下的摩擦系数基本一致。这些现象主要是由于水润滑膜的形成和破坏造成的。此外，在干燥条件下，摩擦副磨损表面对电流效应最为敏感，由于电流的团聚效应，铜和碳的材料转移更大，氧化程度更严重。碳棒的磨损机理主要是材料的传递伴随着氧化侵蚀，但在水润滑和均匀电流分布下，磨损程度降低，载流质量提高。这是湿度环境、电流和热能的耦合效应。本项研究有望为极端恶劣环境下改善弓网滑动电接触性能及提高受电弓滑板的使用寿命提供理论参考。