热金属成型工具的纳米复合材料涂层 技术领域 本发明涉及一种用于热成型作业的金属工具表面的搪瓷纳米复合材料涂层以及 一种形成该涂层的方法。 本发明还涉及一种具有包含不同体积分数纳米颗粒的至少两种部 分的纳米复合材料梯度涂层。
背景技术 在热成型时加工材料被加热到一定温度， 在此温度下材料的塑性变形比在室温下 更易得到。 然后使用模具、 工具或冲头 ( 加热或室温下 )， 以及液压和 / 或机械力， 或粘性流 体的力 ( 加热或室温下 ) 让材料成型达到所需的形状和结构。
金属制品可以由热成型工艺制备， 其在工作气体压力的压力下用互补成型工具靠 成型工具的成型表面拉伸成型预加热的金属坯件， 例如铝合金板材坯件。 热成型工艺包括， 例如， 超塑成型 (SPF)， 锻造， 温冲压， 吹塑成型， 温液压成型， 和快速塑性成型 (QPF)， 在共 同受让的美国专利 No.6253588 中描述。
在热吹塑成型中， 高可成型板材 ( 例如铝合金板 ) 加热到例如约 500℃， 然后夹持 在互补相对模具之间的外围边缘。 加压空气或其他流体向板材的一边施加使其延伸到与一 个模具的成型表面一致。相对的模具提供了铝板加压侧的气室。两个模具可加热到高成型 温度使得板材维持在预定的成型温度来使板材成型。 所述板材可先向一个模具挤压来预成 型， 而后被吹向相对的模具来结束成型。 因此， 热板材的至少一个面向模具的成型表面延伸 并覆盖模具的成型表面。
热成型工具可以被涂覆上润滑剂或脱模剂来防止工件粘结或粘连在工具上。
发明内容 在一个实施例中， 基体被包含小颗粒润滑材料的粘结性搪瓷材料涂覆。所述涂层 可以覆盖任何合适的基体应用。所述搪瓷可提供耐久性和对基体的附着性， 同时小颗粒提 供润滑性。
在一个实施例中， 基体是金属模具或工具。 在一个实施例中， 基体是在热成型作业 中使用的工具钢。 通过在工具钢表面应用至少一种涂覆混合物并在预定的时间内在预定温 度下加热所述涂覆混合物以覆盖工具钢表面形成涂层， 从而可覆盖工具钢形成涂层。涂层 中的纳米颗粒可以为氮化硼纳米颗粒。在一个实施例中， 所述涂层可以包含邻近基体表面 的第一部分， 并且具有对基体表面优异的附着性。所述涂层的第一部分也可以非常抗压应 力、 抗层离和耐磨。
所述涂层也可以包含邻近第一部分的第二部分， 其提供耐磨损、 减摩以及润滑涂 层。当基体是工具时， 例如， 涂层的第二部分与工件接触。涂层工具钢， 例如， 可能与工件滑 动接合。在一个实施例中， 在热成型工艺中通过接触涂层工具钢而使铝板金属工件热成型 为所需制品。 所述涂层的第二部分增加的润滑性可以降低使用涂层工具成型工件时所需润 滑剂的量， 且其可在延长的时间段上有助于工具表面上的希望成型条件。
所述涂层润滑性可以通过调整其中纳米颗粒的体积分数而控制并适应特殊的应 用。涂层第一部分中的纳米颗粒的体积分数可以少于涂层第二部分中纳米颗粒的体积分 数。 在一个实施例中， 第一部分可不含任何纳米颗粒， 而在第二部分中纳米颗粒的体积分数 可高达约百分之十。在另一个实施例中， 涂层第一部分中纳米颗粒的体积分数范围可从约 零到约百分之八， 而第二部分中纳米颗粒的体积分数范围从约百分之二到约百分之十。
所述涂层可包含纳米颗粒和搪瓷。 所述搪瓷可为硼硅酸盐玻璃或任何其他合适的 搪瓷。 在一个实施例中， 两个层可覆盖基体表面应用。 第一层可包含搪瓷而无纳米颗粒。 或 者， 第一层可包含搪瓷和第一体积分数的纳米颗粒， 例如高达百分之八。 第二层可包含搪瓷 和具有大于第一体积分数纳米颗粒的第二体积分数的纳米颗粒。例如， 纳米颗粒的第二体 积分数可为约百分之二到约百分之十。搪瓷组合物和 / 或纳米颗粒的组份可与水混合以形 成混合物或浆料。第一层可通过覆盖基体表面沉积或涂覆适合的混合物或浆料而形成。第 二层可通过覆盖第一层沉积或涂覆适合的混合物或浆料而形成。而后， 第一和第二层可被 加热以固化所述层。
在一个实施例中， 可只形成单个层。含有纳米颗粒的混合物或浆料可覆盖基体表 面沉积或涂覆， 随后加热融化所述混合物或浆料。 在固化过程中， 纳米颗粒梯度变化可形成 梯度涂层。所述梯度可由用于加热或焙烧基体的时间和温度控制， 也由纳米颗粒在混合物 或浆料中的量控制。或者， 纳米颗粒可保持相对静态而形成在整个涂层中具有基本一致纳 米颗粒浓度的涂层。 本发明还提供了下列方案 ：
1、 一种用于热金属成型的涂层工具， 包括 ：
用于热金属成型的工具 ；
覆盖所述工具的层， 所述层包括在层中不均匀分布的搪瓷和氮化硼纳米颗粒，
其中， 所述层的一侧附着到所述工具上， 所述层的相对侧用于在热金属成型作业 中与工件接触， 以及
其中， 氮化硼纳米颗粒的体积分数在整个所述层中增加以在与所述工件接触的所 述层相对侧达到最大体积分数。
2、 根据方案 1 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中氮化硼纳米颗粒的最大体 积分数为约 10％。
3、 一种用于热金属成型的涂层工具， 包括 ：
用于热金属成型的工具， 所述工具具有用于与金属工件接触的表面 ；
涂层的第一部分， 其邻近所述工具的表面并且包括搪瓷， 或搪瓷和第一体积分数 的氮化硼纳米颗粒， 其中所述第一体积分数高达 8％ ； 和
涂层的第二部分， 其邻近涂层的第一部分并且包括搪瓷和具有大于所述第一体积 分数的第二体积分数的氮化硼纳米颗粒， 其中所述第二体积分数是 2％到 10％。
4、 根据方案 3 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中所述第二体积分数为约 5％。
5、 根据方案 3 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中氮化硼纳米颗粒的尺寸范 围为从 3nm 到 100nm。
6、 根据方案 3 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中涂层的第一和第二部分的
结合厚度为约 5 微米到约 40 微米。
7、 根据方案 3 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中所述搪瓷是硼硅酸盐玻 璃。
8、 根据方案 3 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中所述搪瓷由搪瓷组合物制 备， 所述搪瓷组合物包括石英、 硼砂、 硼酸、 硝酸钾、 氟硅酸钠和二氧化锰。
9、 根据方案 8 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中所述搪瓷组合物进一步包 括二氧化钛、 三氧化二锑， 氧化钴， 或氧化钡的至少一种。
10、 根据方案 3 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中所述搪瓷由搪瓷组合物 制备， 所述搪瓷组合物包括 ：
从约 39％到约 52％重量百分比的石英 ；
从约 15％到约 24％重量百分比的硼砂 ( 以无水的为基准 ) ；
从约 6％到约 12％重量百分比的硼酸 ；
从约 5％到约 8％重量百分比的硝酸钾 ；
从约 3％到约 6％重量百分比的氟硅酸钠 ； 和
从约 3％到约 12％重量百分比的二氧化锰。
11、 根据方案 10 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中所述搪瓷组合物进一步 包括以下至少一种 ：
高达约 15％重量百分比的二氧化钛 ；
高达约 3％重量百分比的三氧化二锑 ；
高达约 1％重量百分比的氧化钴 ； 和
高达约 1％重量百分比的氧化钡。
12、 根据方案 3 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中所述搪瓷由搪瓷组合物 制备， 所述搪瓷组合物包括 ：
从约 39％到约 52％重量百分比的石英 ；
从约 15％到约 24％重量百分比的硼砂 ( 以无水的为基准 ) ；
从约 7％到约 12％重量百分比的硼酸 ；
从约 5％到约 8％重量百分比的硝酸钾 ；
从约 3％到约 8％重量百分比的氟硅酸钠 ； 和
从约 3％到约 12％重量百分比的二氧化锰。
13、 根据方案 12 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中所述搪瓷组合物进一步 包括以下至少一种 ：
高达约 12％重量百分比的二氧化钛 ；
高达约 8％重量百分比的三氧化二锑 ；
高达约 1％重量百分比的氧化钴 ； 和
高达约 1％重量百分比的氧化钡。
14、 根据方案 3 所述的用于热金属成型的涂层工具， 其中所述搪瓷由搪瓷组合物 制备， 所述搪瓷组合物包括 ：
约 46.5％重量百分比的石英 ；
约 21％重量百分比的硼砂 ( 以无水的为基准 ) ；约 7.5％重量百分比的硼酸 ；
约 6％重量百分比的硝酸钾 ；
约 5％重量百分比的氟硅酸钠 ；
约 11.5％重量百分比的二氧化锰 ； 和
约 2.5％重量百分比的三氧化二锑。
15、 一种方法， 包括 ：
将至少一层涂层混合物应用到热成型工具的表面， 其中所述涂层混合物包括搪瓷 组合物和预定体积分数的氮化硼纳米颗粒 ； 和
在预定温度下加热涂层混合物的层预定时间， 从而覆盖热成型工具表面形成涂 层；
其中， 所述涂层包括邻近表面的第一部分和邻近所述第一部分的第二部分， 所述 第一部分包括第一体积分数的氮化硼纳米颗粒， 所述第二部分包括大于所述第一体积分数 的第二体积分数的氮化硼纳米颗粒 ； 和
其中， 所述第一体积分数高达约 8％， 所述第二体积分数为约 2％到约 10％。
16、 根据方案 15 所述的方法， 其中所述搪瓷组合物包括石英、 硼砂、 硼酸、 硝酸钾、 氟硅酸钠和二氧化锰。 17、 根据方案 16 所述的方法， 其中所述搪瓷组合物进一步包括二氧化钛、 三氧化 二锑、 氧化钴、 或氧化钡中的至少一种。
18、 根据方案 15 所述的方法， 还包括 ：
使金属工件靠所述热成型工具表面接触， 使得所述金属工件靠涂层的第二部分滑 动； 和
使所述金属工件成型为制品。
19、 根据方案 18 所述的方法， 其中所述金属工件是金属板。
20、 根据方案 18 所述的方法， 其中所述金属工件是铝板。
附图说明 图 1 示出了根据本发明一个实施例的覆盖基体的梯度涂层。
图 2 示出了在板材金属工件热成型之前根据本发明一个实施例的具有梯度涂层 的成型表面的工具。
图 3 示出了在板材金属工具已经与具有梯度涂层的成型表面接触后根据本发明 一个实施例的具有梯度涂层的工具的一部分。
图 4 示出了涂覆后试样相对于未涂覆试样摩擦学性能的提升。
具体实施方式
一个实施例包括具有涂层 12 的基体 10， 如图 1 所示。 涂层 12 可包括纳米颗粒 13。 在一个实施例中， 纳米颗粒 13 可为氮化硼纳米颗粒。涂层 12 可为梯度的或者其在整个涂 层中可具有相对均匀的纳米颗粒浓度。在一个实施例中， 涂层 12 可包括至少两个部分。仍 然参照图 1， 涂层 12 的第一部分 14 可位于与基体 10 的表面 16 相邻， 涂层 12 的第二部分 18 可与位于第一部分 14 相邻。 第一部分 14 可包括搪瓷并且要么无纳米颗粒或第一体积分数的纳米颗粒。第二部分 18 可包括搪瓷和大于第一体积分数的第二体积分数的纳米颗粒。 在一个实施例中， 第一和第二部分 14、 18 不是有区别的层。在另一个实施例中， 涂层 14 可 仅包括在整个涂层中具有基本一致纳米颗粒浓度的一个部分 ( 未示出 )。搪瓷可为任何合 适的搪瓷。
涂层 12 的润滑性可以通过调整涂层 12 中纳米颗粒 13 的体积分数而控制并适应 特殊的应用。在一个实施例中， 在第一部分 14 中的纳米颗粒的第一体积分数可高达约百分 之八。或者第一层 14 可不包含纳米颗粒。在另一个实施例中， 在第二部分 18 中纳米颗粒 的第二体积分数范围可从约百分之二至约百分之十。
在一个实施例中， 约百分之九十的纳米颗粒直径都小于约 15 纳米， 其具有约 5 到 约 7 纳米的平均粒径。 在另一个实施例中， 纳米颗粒直径的平均粒径范围可从 3 纳米到 100 纳米。在一个实施例中， 涂层 20 的厚度可从约 5 微米到约 40 微米。在另一个实施例中， 涂 层 20 的厚度可从约 5 微米到约 30 微米。
在一个实施例中， 涂层 12 中的搪瓷可以为硼硅酸盐玻璃。包括硼硅酸盐的搪瓷 在其构成上相当复杂， 具有主要由其构成决定的物理和机械性能。硼硅酸盐玻璃可由组合 物制备， 其包括石英 (SiO2)、 硼砂 ( 无水化学式 Na2B4O7)、 硼酸 (H3BO3)、 硝酸钾 (KNO3)、 氟硅 酸钠 (Na2SiF6) 和二氧化锰 (MnO2) 中的至少一种， 并且进一步可选地包括二氧化钛 (TiO2)、 三氧化二锑 (Sb2O3)、 氧化钴 [ 氧化亚钴 (CoO)， 四氧化三钴 (Co3O4) 和 / 或三氧化二钴 (Co2O3)]、 或氧化钡 (BaO)。
在另一个实施例中， 涂层 12 中的搪瓷可以由组合物制备， 其包括石英、 硼砂、 硼 酸、 硝酸钾、 氟硅酸钠和二氧化锰中的至少一种， 并且可选地二氧化钛、 三氧化二锑、 钴氧化 物 [ 氧化亚钴， 四氧化三钴和 / 或三氧化二钴 ]、 或氧化钡中的至少一种。 在一个实施例中， 用于预焙烧的搪瓷组合物 ( 不包括纳米颗粒 ) 的适合的组分范围为约 39 至约 52 重量百分 数的石英， 约 15 至约 24 重量百分数的无水硼砂， 约 6 至约 12 重量百分数的硼酸， 约 5 至约 8 重量百分数的硝酸钾， 约 3 至约 6 重量百分数的氟硅酸钠， 约 3 至约 12 重量百分数的二氧 化锰， 和可选地一种或多种以下成分 ： 高达约 15 重量百分数的二氧化钛， 高达约 3 重量百分 数的三氧化二锑， 高达约 1 重量百分数的氧化钴和高达约 1 重量百分数的氧化钡。
在一个实施例中， 纳米颗粒 13 可混合入涂层组合物以形成混合物或浆料。例如， 根据已知的实践， 搪瓷组合物的干组分可与水和纳米颗粒 13 混合以形成浆料形式的干组 分和纳米颗粒的水性分散物。然后混合物或浆料可覆盖基体 10 的表面 16 沉积或应用， 例 如但不限于， 通过空气或静电液体喷涂。然后基体 10 可在高温下加热或焙烧， 例如在窑炉 或烘箱中。或者加热可使用火炬或激光发生。加热或焙烧可在以下温度 ： 例如约 700℃至 约 1200℃， 或约 750℃至约 900℃， 从而融化混合物或浆料。加热的温度可与搪瓷的熔融温 度相对应。焙烧的时间可取决于层的厚度和基体的厚度。在固化处理过程中， 纳米颗粒梯 度产生以形成梯度涂层 12。 梯度可由用于加热或焙烧基体 10 的时间和温度控制， 同时也由 混合物或浆料中纳米颗粒的量控制。 在另一个实施例中， 纳米颗粒并不迁移， 并且形成无梯 度的涂层， 其在整个涂层中具有基本一致的纳米颗粒浓度。
在另一个实施例中， 第一混合物或浆料可覆盖基体 10 的表面 16 沉积或涂覆以形 成第一层， 然后第二混合物或浆料可覆盖第一混合物或浆料沉积以形成第二层。第二混合 物或浆料的沉积可紧随第一混合物或浆料沉积之后或一段时间之后进行。 然后可将第一和第二层加热以固化所述层。第一层可包括搪瓷而不含纳米颗粒。或者第一层可包含搪瓷和 第一体积分数的纳米颗粒， 例如高达百分之八。第二层可包括搪瓷和大于第一体积分数的 第二体积分数的纳米颗粒。 例如， 纳米颗粒的第二体积分数可为约百分之二到约百分之十。
涂层的最终组分将部分取决于焙烧条件， 但可包括除氧化硼 (B2O3) 外的上述浆料 的干组分， 其由焙烧期间浆料中的硼酸成分产生。最终涂层 ( 不包括纳米颗粒 ) 的合适组 分的范围为约 39 至约 52 重量百分数的石英， 约 15 至约 24 重量百分数的硼砂 ( 基于无水 化学式 )， 约 7 至约 12 重量百分数的氧化硼， 约 5 至约 12 重量百分数的硝酸钾， 约 3 到约 8 重量百分数的氟硅酸钠， 约 3 到约 12 重量百分数的二氧化锰， 以及可选地以下的一种或多 种： 高达约 12 重量百分数的二氧化钛， 高达约 8 重量百分数的三氧化二锑， 高达约 1 重量百 分数的氧化钴， 以及高达约 1 重量百分数的氧化钡。
在另一个实施例中， 最终搪瓷组分 ( 不包括纳米颗粒 ) 可为约 46.5 重量百分数 的石英， 约 21 重量百分数的硼砂 ( 基于无水化学式 Na2B4O7)， 约 7.5 重量百分数的硼酸， 约 6 重量百分数的硝酸钾， 约 5 重量百分数的氟硅酸纳， 约 11.5 重量百分数的二氧化锰， 和约 2.5 重量百分数的三氧化二锑的混合物。
在本发明的一个实施例中， 基体 10 可为工具， 例如热成型工具。因此， 涂层 12 的 第一部分 14 可邻近于工具表面， 涂层 12 的第二部分 18 可邻近于第一部分 14。工具表面可 为任何合适的材料， 例如但不限于钢。涂层 12 可在工具用于热成型作业之前的任何适合的 时间覆盖工具表面成型。热成型作业的例子包括但不限于， 超塑成型 (SPF)， 快速塑性成型 (QPF)， 锻造， 温冲压， 吹塑成型。 涂层 12 可防止工具表面和成型材料之间的金属 - 金属接触。而且， 涂层 12 可降 低工具表面重整的需要， 这可提高产量并降低金属表面加工成本。涂层 12 可提高使用工具 成型的零件的表面质量。涂层 12 的第一部分 14 可具有对基体， 例如工具表面优异的附着 性。第一部分 14 也可非常抗压应力、 抗层离和耐磨。第二部分 18 可提供与工件接触的耐 磨、 减摩和润滑的涂层。第二部分 18 因此可在延长的时间段中在工具表面上保持理想的成 型条件。第二部分 18 增加的润滑性可减少使用涂层工具成型零件所需的润滑剂量。
涂层 12 可覆盖任何适合的基体应用， 例如工具。在一个实施例中， 涂层 12 可覆盖 QPF 工具应用。图 2 和图 3 示出了 QPF 工艺的工具 20， 包括下部工具 22 和上部工具 24。梯 度涂层 12 可覆盖下部工具 22 的成型表面 26 成型， 涂层 12 可具有上文所述的第一和第二 部分。涂层 12 可覆盖整个成型表面 26 成型或者涂层 12 可仅覆盖成型表面 26 的一部分成 型。
图 2 和 3 还示出了最初为板材形式的工件 28， 其用工具 20 使形变来生产所需制 品。工具 22 和 24 的每个分别具有腔体 30 和 32。虽然， 在 QPF 的常规的工艺中， 工具 22 和 24 可由球墨铸铁、 低碳或低合金钢、 或工具钢 ( 如 AISI P20) 制成， 但是任何适合的材料都 可使用。本领域技术人员将理解图 2 和 3 目的仅是示意性表示 QPF 工具， 且工件和工具可 以与图示完全不同。
如图 3 所示， 下部工具 22 的腔体 30 的表面通常为 QPF 工艺的成型表面， 即， 工件 28 靠着其形变。工件 28 可由任何能表现出 “超塑性” 的材料制成， 这意味着材料在适当的 条件 ( 包括超细晶粒和在高处理温度下 ) 表现出非凡的延展性。适合的工件 28 材料的例 子包括钛和铝合金。
如图 2 所示， 工件 28 最初夹持在工具 22 和 24 之间， 优选地实现气密密封。一旦 达到所需的处理温度， 不反应气体 ( 如氩气 ) 通过入口 34 泵送入上部工具 24 的腔 32 中， 逐渐地迫使工件 28 以受控的应变率降入下部工具 22 的腔 30 中。下部工具 22 配备了出口 36 从而允许气体从下部腔 30 中排出。如图 3 所示， 气体的压力 ( 吹塑成型的 ) 使工件 28 形变， 而且最终与下部工具 22 的成型表面 26 的至少一部分一致。当工件 28 形变时， 工件 28 接触下部工具 22 的成型表面 26 上的涂层 12。工件 28 在涂层 12 和 / 或成型表面 26 上 可滑动、 拉伸或挤压。换句话说， 当工件与成型表面 26 相对运动时， 金属工件 28 与涂层 12 接触。涂层 12 可防止表面 26 和工件 28 之间的金属 - 金属接触， 还会提高成型的工件 28 的表面质量。此后， 将工件 28 从工具 20 中移除， 而后装载下一个工件。
进行试验以测试涂层基体的耐磨性。涂层试样具有 95mm×59mm 的尺寸。试样所 用的工具材料是 P20 工具钢。样品在每一测试前和测试后都用 1μm 抛光剂进行抛光。
涂层试样的摩擦学性能用 Plint TE-77 型高频摩擦机器测量。机器用于评估不同 润滑剂对滑动接触的铝 / 钢工具副的摩擦学性能的影响。测试包括两个平的样品， 上部钢 ( 模拟成型工具 ) 和下部润滑的铝板之间的接触。上部钢相对固定的铝板进行往复滑动。 数据采集系统每 0.1 秒记录数据。下述测试条件用于评估涂层试样 ： 法向力 50N， 测试根据 润滑剂持续时间从数十秒到 50 分钟， 频率 0.1Hz， 温度 450℃。
使用的短时数据收集和低滑动速度允许观察在每次单个滑动期间 (15mm 行程 ) 中 的摩擦学系统的摩擦性能， 摩擦系数 (FC) 的高振荡性能和每次具体行程中摩擦系数的振 幅。数据采集系统自动记录每次测试中的摩擦系数、 接触电势 (CP)、 负载、 温度和频率。每 种条件和润滑剂进行三次测试。
摩擦学测试的结果在图 4 中给出。图 4 示出了具有纳米复合材料梯度涂层的基体 和无涂层基体对时间的摩擦系数。 每个数据组的线条表示对应于适于四阶多项式曲线的三 次实验的振荡摩擦系数曲线， 发现曲线最适于得到平均摩擦系数。 虚线对应滑动副， 其包括 模具试样 (P20 工具钢 )， 该试样涂有纳米梯度涂层， 该涂层包括搪瓷和五体积百分比氮化 硼纳米颗粒， 该滑动副相对于具有约 9 微米厚度氮化硼涂层润滑的 AA5083 板金属试样滑 动。 实线对应控制滑动副， 其包括无涂层的模具试样 (P20 工具钢 )， 该滑动副相对于具有约 9 微米厚度氮化硼涂层润滑的 AA5083 板金属试样滑动。
图 4 中所示的结果表明涂层工具试样的接触时间相对于无涂层控制工具试样增 加了 10 倍。接触时间是从测试开始到当接触电势陡降至零时刻之间的时间。这对应于润 滑的铝板和模具材料之间的第一金属 - 金属接触。接触时间的摩擦系数是当接触电势达到 零时的摩擦系数， 而且其对应于从相对稳定的状态到突然增大的摩擦系数时润滑体系的变 化。这表明由于润滑剂耗尽或增加的粗糙接触会导致摩擦学失效。
图 4 所示的结果还表明涂层试样相对于无涂层控制试样降低了一半以上的稳定 状态的摩擦系数 (SSFC)。SSFC 是摩擦系数在其急速增加前的平均值。实验中的稳定状态 时间段定义为从滑动开始到接触电势降至零时刻之间的时间。
本发明的实践已经用特定的实施例进行了例证， 但本发明的范围并不限于这些示 例。