In this work, effects of carbon matrix on sliding friction and wear behavior of four kinds of C/C have been investigated against 40 Cr steel ring mate. Composite A with rough lamination carbon matrix (RL) shows the highest volume loss and coefficient of friction, while composite D with smooth lamination/resin carbon matrix (SL/RC) shows the lowest volume loss. The worn surface of composite A appears smooth, whereas that of composite C with smooth lamination carbon (SL) appears rough. The worn surface of composite D appears smooth under low load but rough under high load. Atomic force microscope images show that the size of wear particles on the worn surface is also dependent on the carbon matrix.

The static and dynamic hydrophobicities of the water droplets placed on a hydrophobic surface coated using a fluoroalkylsilanes monolayer with different molecular chain lengths were investigated through direct observation of the actual droplet motion during the sliding process. The surface roughness of both was found to be less than 1 nm. The static contact angles of the coated FAS-3 and FAS-17 were respectively 80˚ and 108˚ at 150˚C, 1 h. The slope of sliding acceleration against the water droplet mass exhibited an inflection point, thus suggesting the switching of the dominant sliding mode from slipping to rolling. While their sliding angles were similar in value, notable differences were exhibited in terms of their sliding behavior. This can be understood as being due to the contribution of the shear stress difference at the interface between the solid surface and water during the sliding process. These results show that the sliding acceleration of the water droplets depends strongly on the balance between gravitational and retentive forces on the hydrophobic surface.

Wear of steel plate was measured during unlubricated sliding against TiC composites. These composites consist of round TiC grains and steel matrix. TiC grain itself exhibits low surface roughness and round shape, which does not bring its counterpart into severe damage from friction. In our work a classical experimental design was applied to find out a dominant factor in counterpart wear. The analysis of the data showed that only the applied load has a significant effect on the counterpart wear. Wear rate of counterpart increased non-linearly with applied load. Amount of wear was discrepant from expectation of being in proportion to the load by analogy with friction force. Our experimental result from treating matrix variously revealed bimodal wear behavior between the composites and counterpart where a mode seems to result from the special lubricant characteristic of TiC grains, and the other is caused by metal-to-metal contact. The two wear mechanisms were discussed.

Dry sliding wear behavior of electro-pressure sintered Co-Fe and Co-Ni compacts was investigated. Pin-on-disk wear tests were performed on the sintered Co-Fe, Co-Ni disks against alumina balls at various loads ranging from 3N to 12N. A constant sliding speed of 0.1m/sec was employed. Wear rate was calculated by dividing the weight loss of a specimen by the measured specific gravity and sliding dis-tance. Worn surfaces and cross-sections of the specimens were examined using an SEM and EDS to investigate wear mechanism of the compacts. The wear behavior of the compacts were discussed as a function of their com-position. Effects of mechancial properties of the compact as well as oxide layers formed on wearing surface on the wear were also discussed

Reactive DC magnetron sputtering 법으로 AISI 304 스테인레스강 기판 위에 TiN 극박막을 50nm∼700nm 두께로 증착한 후, 경화된 AISI 52100 강과 알루미나를 마모 상대재로 하여 박막의 미끄럼마모 시험을 상온 대기 중에서 행하고, 마모 상대재에 따른 TiN 극박막의 마찰과 마모 거동을 연구하였다. AISI 52100 강구를 마모 상대재로 한 경우, TiN 박막은 200g 이하의 마모 하중과 0.035m/sec의 낮은 미끄럼 속도 조건에서 500nm 내외의 극박으로도 마찰계수가 0.1 내외로 유지되는 우수한 내마모성을 보였다. 이같이 우수한 내마모성은 AISI 52100 강으로부터 천이된 Fe가 산화되어 TiN 박막 표면에 Fe 산화층을 형성한 때문으로 설명되었다. 그러나, 마모 상대재를 알루미나 볼로 한 경우에는 TiN 박막 위에 산화층이 형성되지 않고, 마모가 거의 되지 않는 알루미나 볼과 박막층 사이에 국부적 응력집중 등이 발생하여 시험된 전 조건 하에서 박막층의 박리 현상이 관찰되었고 높은 마찰계수가 측정되었다. 또한 기판의 평균 표면조도, Ra가 박막의 두께와 유사할 때 마찰계수가 급격히 상승하는 현상이 관찰되었다.

Fe계 합금의 적층결함에너지를 감소시키는 것으로 알려진 Mn이 Fe-20Cr-1C-Si 경면처리 합금의 변형유기 상변태거동과 상온 및 고온 마모저항성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 15ksi의 접촉응력에 대하여 0~25wt.% Mn을 첨가한 시편은 모두 상온에서 마모손실량이 적은 우수한 마모저항성을 보였는데 Mn 첨가량이 5wt.% 이하인 시편의 경우 마모표면에서 γ→α'변형유기 상변태가 발생한 반면 15wt.% 이상 Mn을 첨가한 시편에서는 γ→ε변형유기 상변태가 발생하는 것으로 나타났다. 250˚C까지 고온 마모시험결과 γ→α'변형유기 상변태가 발생한 5wt.% 이하 Mn 첨가시편은 Mn 첨가량이 증가할수록 마모손실량이 증가하는 것으로 보아 Mn 첨가는 γ→α'변형유기 상변태에 있어서 고온 마모저항성을 저하시키는 것으로 생각되며 이는 Mn이 γ→α'변형유기 상변태의 M(sub)d 온도를 감소시키기 때문으로 생각된다. 반면에 γ→ε변형유기 상변태가 일어난 15wt.% 이상 Mn 첨가 시편의 경우 Mn 첨가량 증가에 따른 고온 마모손실량의 차이가 없는 것으로 보아 γ→ε변형유기 상변태는 γ→α'변형유기 상변태에 비해 온도의 존성이 적은 것으로 생각된다.

Ni계 경면합금인 Deloro 50의 마모거동을 15ksi와 30ksi 접촉응력하의 여러 마모조건에서 조사하였다. 상온대기중에서 Deloro 50는 15ksi 응력에서도 극심한 응착마모가 발생하는 매우 낮은 마모저항성을 보였는데 이는 fcc 결정구조를 갖는 Deloro 50 기지상의 경도와 가공경화율이 strain-induced 상변태를 이웅한 hcp 결정구조의 Stellite 6보다 낮기 때문으로 생각된다. 상온 수중에서 Deloro 50는 15ksi 응력에서 Stellite 6와 비슷한 마모저항성을 보였는데 이는 물이 미세요철간의 금속간 접촉을 억제하였기 때문으로 생각된다. 그러나, 30ksi의 높은 접촉응력에서는 상온 대기중길 같은 응착마모가 발생하는 것으로 보아, 30ksi의 높은 응력에서는 물의 응착마모 억제 효과가 없었기 때문으로 생각된다. 300˚C 대기중에서 Deloro 50는 30ksi의 높은 접촉응력에서도 Stellite 6보다 우수한 마모저항성을 보였는데 이는 고온에서 마모시 생성되는 복합산화물층이 효과적으로 금속간 접촉을 방해하여 응착마모를 억제하였기 때문으로 생각된다