表面纳米化对7055铝合金耐磨性能的影响

第１３卷第３５期２０１３年１２月　科学技术与工程　Ｖｏ１．１３　Ｎｏ．３５　Ｄｅｅ．２０１３　１６７１—１８１５（２０１３）３５—１０６０８—０５　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　⑥２０１３　Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．　表面纳米化对７０５５铝合金耐磨性能的影响　田　龙　张伟　（安阳工学院机床关键功能部件重点实验室，安阳４５３０００）　摘要　为了研究表面纳米化对７０５５铝合金耐磨性能的影响，利用高能喷丸（ｈｉｇｈ　ｅｎｅｒｙ　ｇｓｈｏｔ　ｐｅｅｎｉｎｇ，ＨＥＳＰ）技术对７０５５铝　合金材料进行表面纳米化处理；在７０５５铝合金表面获得纳米结构。利用透射电镜分析纳米化前后微观组织的变化，同时对纳　米化材料表层进行残余应力及显微硬度测定，并采用球盘磨损试验机研究了纳米化表面对固定载荷条件下７０５５铝合金材料　磨损性能的影响。结果表明：表面纳米化使７０５５铝合金材料表面发生严重塑性变形，材料表面分布较高幅值残余压应力，最　大可达到一３６９　ＭＰａ，残余压应力层深度达０．６　ｍｍ；纳米化后试样显微硬度较基体提高了５０％。摩擦磨损实验表明：表面纳　米化从一定程度降低了７０５５铝合金材料表面摩擦系数，且磨损失重是未处理试样的３２％，表明高能喷丸表面纳米化有效改　善了７０５５铝合金材料的耐磨性能。　关键词７０５５铝合金　高能喷丸　表面纳米化　耐磨性能　中图法分类号ＴＧ１７８；　文献标志码Ｂ　在实际工程应用中，各类机械零部件往往会因　疲劳、摩擦、磨损等问题导致在远未达到设计使用　艺对其进行表面纳米化，研究了高能喷丸自纳米化　机理。实验结果表明，０Ｃｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ经过高能喷丸后　表面层产生晶粒细化，喷丸表面晶粒尺寸达５２　ｎｍ，　寿命前失效破坏，经过调查发现，大量金属结构件　的失效破坏多源于零部件的表面¨　；因此利用各种　表面处理技术来改善金属构件材料表面耐摩擦、磨　并且有效深度为７２　ｍ。表面纳米化后０Ｃｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ　展现了良好地耐摩擦性能。文献［６］研究了高速颗　粒轰击技术表面纳米化对７Ａ５２铝合金油润滑条件　下耐磨性能的影响，结果表明，高速颗粒轰击处理　后７Ａ５２铝合金表面晶粒细化，硬度明显提高，在低　载及中载条件下磨损机制明显改善。　表面纳米化主要是通过纳米化层高的表面活　性这一特性来改善油润滑工况下金属构件耐磨性　损和耐腐蚀性能，保证大型机械设备长期正常安全　运行，从而延长机械设备的服役寿命对于工业生产　具有极强的现实意义。　高能喷丸（ｈｉｇｈ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｈｏｔ　ｐｅｅｎｉｎｇ，ＨＥＳＰ）通　过将外部作用的机械能施加在在金属材料表面，使　得金属材料表面的原始粗晶组织细化，逐步转变为　纳米晶，在金属材料表面获得一定厚度的纳米层，　从而达到实现表面纳米化的目的　。通过对金属　能；但目前对于航空领域广泛使用的７０５５铝合金高　能喷丸表面纳米化耐磨性能研究很少，７０５５铝合金　具有良好的综合力学性能，在航空航天领域广泛使　零部件表面进行高能喷丸纳米化，使得提高金属零　部件耐摩擦性能、耐摩擦腐蚀性，从而有效延长零　部件使用寿命。因此，材料表面高能喷丸纳米化的　耐磨性能研究正在成为一个热点研究领域。文献　［５］将ＯＣｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ作为研究对象，利用高能喷丸工　２０１３年７月１７日收到，８月２日修改　用。因此，采用表面纳米化提高７０５５铝合金材料服　役性能具有良好的经济效益。本文以７０５５铝合金　为研究对象，利用高能喷丸工艺制备了７０５５铝合金　表面纳米化样品，对试样表面纳米化后残余应力、　显微硬度进行测定，同时对纳米化样品固定载荷油　润滑条件下摩擦磨损行为进行测试，分析了７０５５铝　合金纳米化后耐磨性能改善的原因，为７０５５铝合金　材料的表面纳米化技术提供了技术参考与理论　指导　第一作者简介：田龙（１９７６一）男，硕士，讲师。研究方向：机械工　程、材料加工研究与教学。Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｉａｎｌｏｎｇ—ｔｅａｃｈｅｒ＠１６３．ｅｏｍ。　ｍ　龙，等：表面纳米化对７０５５铝合会耐磨性能的影响　１实验材料及方法　实验材料为自然时效处理７０５５铝合金，其化学　成分见表１。试样尺寸为５０　ｌｎｎｌ×５０　ｍｍ×１０　ｍｍ　力‘块试样，实验前用２００＃～１６００＃氧化铝静电砂纸　透射电镜（ＴＥＭ）拍摄的的微观组织照片。从｝刳中　能够看　，表面纳米化之前７０５５铝合金的ＴＥＭ罔　中可见少量析出物，而表面纳米化后处列　域的晶　粒叫　细化，化错密度升高，并出现了大量位错缠　结，这表明表面纳米化７０５５铝合金能够细化塑性变　形层的　粒，在ｆ　粒内部产生高密度的化错，从Ｉｎｆ　对试样表　进行打磨，以捉岛表而质璇，然后利用　洒精溶液清洗试样表面。表　纳米化足在改进后　的ＱＰＬ３０履带式抛丸机＿Ｊ　进行的，主要喷丸工艺参　数如下：系统振动频率５０　Ｈｚ，Ｃｒ—Ｍｏ钢球弹丸直径　ｌ　ｎｌｎｌ，弹丸速度６５　ｍ／ｓ，样品　ｊ弹丸距离２０　ｍｍ，纳　米化喷丸Ｈ￣Ｉ司２５０　ｒａｉｎ。　使得　性变形层材料的屈服强度明显增强，材料的　力学　能得以提高。　２．２显微硬度　埘术处理试样及表面纳米化试样厚度方向Ｉ　硬度变化进行测试分析，测试结果如图２所示。从　利用ＦＭ—７０（）（】型半　｛动数　显微硬度计测试　中可以看ｍ，７０５５铝合金基体硬度约为２７０　ＨＶ，表　面纳米化使距离试样表面硬度值最大提高到了４００　ＨＶ，表　纳米化使７０５５铝合金表面硬度极大提高，　纳米化表　显微硬度，载荷为２０　ｇ，载荷保持时问为　２０　Ｓ。摩擦磨损实验在ＭＳ－－Ｔ４０００摩擦磨损试验机　Ｉ：进行，润滑油选择４５　机油，摩擦剐为球盘接触　式，载荷设置为２０　Ｎ，主轴转速３００　ｒ／ｒａｉｎ，室温条件　Ｆ进行。利用电子天平计算　损量，利用ＱＵＡＮ—　ＴＡ＿２０００型扣描电子显微镜）（！ｌｌ察磨痕形貌。利用　并｝１．随着距离表面深度的不断增加，硬度值逐渐减　小并趋于稳定，最终达到基体硬度值，材料表面硬　度增大主要是　为７０５５铝合金试样表【ｆＩ『往经过高　能喷丸作川后发牛品粒细化及冷加＿丁　硬化。硬度　ＸＳｔｒｅｓｓ３０００型Ｘ射线应　分析仪测试纳米化表面　残余　力分布，测试参数：电　３０　ｋＶ，电流６．７　ｍＡ。　表１　７０５５铝合金化学成分及质量分数ｗ／％　的增加为７０５５铝合会材料耐磨性能的改善提供＿ｒ　良好地　础，并日－能提高材料在滑动摩擦过程ｆ｛１的　抗犁削及耐磨性。另外，从试样组织　力学性能对　应关系ｒ｝１叮以看出，试样硬度在厚度办向逐渐减　小，　＾　粒尺寸则逐渐增大，这与其他研究人员Ｈ　对于趟细品材料力学性能研究结论基本一致，Ｉ大Ｉ此　町以确定商能喷丸表面纳米化对于材料表面强化　具　婴作Ｊ｛ｊ，　粒细化是试样表【Ｉ１『硬度提岛的主　要原　二兰丛坌　皇　质鲢分数！　！　！　：　０．０７　０．１１　２．３０　０．０２　１．９２　０．０３　７．９３　０．０４　Ｂａｌ　２实验结果与分析　２．１表面结构　Ｉ所示为７０５５铝俞企试样表　纳米化ｆｊｉ＝『后　［颦Ｊ　１　表面纳米化前后试样表　结构ＴＥＭ图像　科学技术与工程　１３卷　≯罨　吲　伽　姗　瑚　瑚　Ｏ　２００　４００　６００　８００　１　０００　与表面距离／ｇｍ　图２试样厚度方向显微硬度测试　２．３残余应力　采用电化学材料去除法ｉ贝０试未处理试样及表　面纳米化试样材料表层残余应力分布情况，残余应　力测试结果如图３所示。从图中可以看出，表面纳　米化试样表面呈高幅值残余压应力分布，残余应力　最大值为一３６９　ＭＰａ，且残余压应力层深度达０．６　ｍｍ；从原始试样表面向下２　ｍｍ，残余应力分布几乎　无变化，与基体残余应力分布大致相同。表面纳米　化在７０５５铝合金试样表面产生高密度、均匀稳定的　位错，高密度位错等晶体缺陷引起原子点阵受压产　生畸变，使得宏观表现为较高幅值的残余压应力分　布，而高幅值残余压应力可以在一定程度上改善金　属构件的抗疲劳性能与耐磨性能。　描　０　０　０　５　１　０　１　５　２　０　与表面距离／ｍｍ　图３试样厚度方向残余应力分布　２．４耐磨损性能　利用线切割将７０５５铝合金棒材未处理试样及　表面纳米化试样制备成６　ｍｍ厚的圆盘试样，对磨　偶件选用ＧＣｒｌ５钢球，硬度为７５０　ＨＶ，表面粗糙度　Ｒａ＜０．０１　ｍｍ。实验条件为室温、油润滑，实验过程　记录摩擦力矩，除以相应载荷便求得对应摩擦系数　值．厂ｃ利用电子天平对未处理及表面纳米化试样在　磨损实验前后测量，测量结果如表２所示，经过计算　可知，经过表面纳米化后，７０５５铝合金表面纳米化　试样磨损量仅为未处理试样磨损量的３２％，由此可　见７０５５铝合金经过表面纳米化后其耐磨性能明显　提高。　表２　７０５５铝合金表面纳米化前后磨损失重对比　未处理试样及表面纳米化试样摩擦系数与磨　损时间的关系如图４所示，从中能看出，在磨损过程　中，表面纳米化试样摩擦系数始终小于未处理试　样。在磨损实验的开始阶段，由于润滑油在材料表　面尚未形成保护油膜，摩擦副之间为固体摩擦，摩　擦系数较大；待油膜形成后，摩擦系数则下降呈平　稳趋势；摩擦将近结束时，摩擦系数小幅上升，这主　要是由于７０５５铝合金试样表面出现了一定程度　如　磨损。　辎　世　２０　０　２０　４０　６０　８０　１００　ｌ２Ｏ　１４０　１６０　时间／ｍｉｎ　图４表面纳米化前后摩擦系数对比　利用ＳＥＭ对磨损试验前后试样表面进行扫描　分析，扫描图像如图５所示，图５（ａ）为ＳＥＭ扫描的　未处理试样摩擦实验后的图像，图５（ｂ）为表面纳米　化试样摩擦实验后的图像。从扫描结果能够看出，　经过磨损实验后，７０５５铝合金未处理试样表面分布　明显微裂纹和少量剥落特征，同时出现一些凹坑，　表现出了典型的疲劳磨损现象。而经过磨损实验　后，表面纳米化处理７０５５铝合金试样表面沿滑动方　向呈现出些许小而浅的犁沟特征，此外，还出现了　轻微片状剥落层，呈现为典型磨粒磨损破坏机制。　３５期　田　龙，等：表面纳米化埘７０５５铝合金耐磨性能的影响　图５磨损实验后７０５５铝合金试样表面ＳＥＭ图像　对比后町知，表面纳米化处理能够提高７０５５铝合金　材料的磨损抗力，其主要原因是：①表面纳米化处　１２％，表明表面纳米化有效改善了７０５５铝合金耐磨　性能。　参考文献　理能够在７０５５铝合金试样表面产生大量凹坑，这些　凹坑具有优异的储油功能，在磨损实验过程中，随　着实验温度升高，润滑油从凹坑中溢出，对摩擦表　面起到一定润滑作用，同时表面纳米层良好的活性　１徐滨士．表面纳米工程．北京：化学Ｉ：业出版社，２００４：３５２—３７５　２温爱玲，陈存焕，郑德有，等．商能喷丸表面纳米化对　业纯钛　组织性能的影响．金属学报，２００３；（４）：３４７—３５０　３　Ｗａｎｇ　Ｔｉａｎｓｈｅｎｇ，Ｙｕ　Ｊｉｎｋｕ，Ｄｏｎｇ　Ｂｉｎｄｅｎｇ．Ｓｕｒｆａｃｅ　ｎａｎｏ－ｃｒｙｓｔａｌｌｉ—　ｚａｔｉｏｎ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｓｈｏｔ　ｐｅｅｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　０ｆ　１　Ｃｒｌ　８Ｎｉ９Ｔｉ　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅ１．Ｓｕｒｆａｃｅ＆Ｃｏａｔｉｎｇｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６；　对油膜具备极强的吸附作用；②表面纳米化后表面　分布高幅值残余压应力能够抵消摩擦拉应力，有效　抑制摩擦表层疲劳裂纹萌生，另外，晶粒细化对疲　劳裂纹的萌生也具有一定阻碍作用。　３结论　（２００）：４７７７—４７８１　４　Ｂａｇｈｅｒｉｆａｒｄ　Ｓ，Ｆｅｒｎａｎｄｅｚ　Ｉ，Ｇｈｅｌｉｃｈｉ　Ｐ　Ｒ，ｅｔ　ａ１．Ｆａｔｉｇｕｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ　ｓｕｒｆａｃｅｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｂｙ　ｈｉｇｈ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｈｏｔ　ｐｅｅｎｉｎ￣Ｐｒｏ—　（１）表面纳米化７０５５铝合金试样后，材料表面　形成了０．６　ｍｍ厚的残余压应力层，且最大残余压　应力达到一３６９　ＭＰａ，该残余压应力分布有效提高　ｊ－７０５５铝合金材料的摩擦抗力及疲劳抗力。　ｃｅｄｉａ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０；２（１）：１６８３－－１６９０　５韩靖，盛光敏，胡国雄．高能喷丸０Ｃｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢自纳米化　机理．中南大学学报，２００９；４（３）：６４４—６４９　６　马世宁，王翔，王晓明．表面纳米化７Ａ５２铝合金在油润滑条　（２）７０５５铝合金表面纳米化后发生晶粒细化　及硬度的提高，硬度的提高能够明显改善７０５５铝合　金材料的抗犁削及耐磨性，并且晶粒细化使得铝合　金材料力学性能得到改善。　件下的耐磨性能．中国表面工程，２０１２；２５（１）：２８—３２　７　Ｓｕｎ　Ｃｈａｎｇｍｉｎ，Ｓｏｎｇ　Ｇｉｌｈｏ，Ｓｕｎ　Ｍｉｎｓｏｏ，ｅｔ　ａ１．Ｆａｔｉｕｅ　ａｎｄ　ｇｍｅｃｈａｎ—　ｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｎａｎｏ－－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ　ｔｏｏｌ　ｓｔｅｅｌ　ｂｙ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｃｏｌｄ　ｆｏｒｇ－－　ｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ａ，２００７；４４３：　１Ｏ１－－１０６　（３）对于未处理试样，表面纳米化７０５５铝合金　摩擦系数相明显减小，磨损量仅为未处理试样的　１０６１２　科学技术与工程　１３卷　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｎａｎｏ—ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｗｅａｒ　Ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　７０５５　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ａｌｌｏｙ　ＴＩＡＮ　Ｌｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｉ　（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎ　Ｋｅｙ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｐａｒｔｓ，Ａｎｙａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ａｎｙａｎｇ４５５０００，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｈｉｇｈ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｈｏｔ　Ｐｅｅｎｉｎｇ（ＨＥＳＰ）ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｔｒｅａｔ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｎａｎｏ－ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　７０５５　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ　Ｏｌｑ　ｗｅａｒ　ｂｅｈａｖｉｏｒ．Ｔｈｅ　ｎａｎｏ—ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｌａｙｅｒ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｏｎ　ｓａｍｐｌｅ　ｓｕｒｆａｃｅ．ＴＥＭ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｎａｎｏ－ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｒｅ－　ｓｉｄｕａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏ－ｈａｒｄｎｅｓｓ　ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｏｎ　ｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄ　ｗｅａｒ　ｂｅｈａｖｉｏｒｓ　ｏｆ　ｎａｎｏ—ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｗｅｒｅ　ｅｘ－　ａｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ　ｗｅａｒ　ｔｅｓｔｅｒ　ａｓ　ｗｅｌ１．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ，ＨＥＳＰ　ｃａｕｓｅｄ　ｓｅｖｅｒｅ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｄｅｆｏｒｍ—　ａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄ　ｔｈｅｒｅ　ｅｘｉｔｓ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｗｉｔｈ　ｌａｒｇｅ　ｍａｇｎｉｔｕｄｅ　ｏｎ　ｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｖａｌ—　ｕｅ　ｉｓ一３６９　ＭＰａ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｌａｙｅｒ　ｃｏｍｅ　ｕｐ　ｔｏ　０．６　ｍｍ．Ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏ－ｈａｒｄｎｅｓｓ　ｉｎ—　ｃｒｅａｓｅｓ　ｂｙ　５０％ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｍａｔｒｉｘ．Ｔｈｅ　ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ　ｗｅａｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ，ＨＥＳＰ　ｎａｎｏ—ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　ｃａｎ　ａｐ—　ｐａｒｅｎｔｌｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ｆａｃｔｏｒ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｅａｒ　ｌｏｓｓ　ｉｓ　ｏｎｌｙ　３２％ｏｆ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｓａｍｐｌｅｓ，ＨＥＳＰ　ｌａｒｇｅｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｔｈｅ　ｗｅａｒ—ｒｅｓｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　７０５５　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ．　［Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］　７０５５　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ　ＨＥＳＰ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｎａｎｏ—ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　ｗｅａｒ－ｒｅｓｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　；　；　≯　；　；　；　≯ｔ　；　）　（上接第１０６０７页）　Ｔｈｅ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｓｔｕｄｙ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓａｎｄ－ｐａｃｋ　Ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｃｏａｌ　ＷＡＮＧ　Ｃｈａｎｇ—ｈａｏ　，Ｌｕ　Ｙｕａｎ　，ＹＩ　Ｘｉａｎｇ—ｙｉ　，ＱＩＵ　Ｘｉａｏ—ｌｏｎｇ　，ＤＡＩ　Ｌｅｉ　，　ＤＵ　Ｒｏｎｇ．ｂｉｎ　．ＤＯＮＧ　Ｌｉ—ｃｈａｏ。　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｙｇ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　，Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｏｉｌ＆Ｇａｓ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ　，　Ｃｈｅｎｇｄｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００５９，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；　Ｇｅｏｌｏｇｉｃ　Ｐａｒｔｙ　１　１３，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｙ＆Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　，Ｌｉｕｐａｎｓｈｕｉ　５５３００，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｏｃｅａｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，ＣＵＧＢ　，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；ＣＮＰＣ　Ｇｒｅａｔｗａｌｌ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ　，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１０１，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅｉｇｈｔｈ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｐｌａｎｔ，Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ　Ｏｉｌｉｆｅｌｄ　Ｂｒａｎｃｈ，Ｃｈｉｎａ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ６，Ｘｉｂ．ｎ　７１００００，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏａｌ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｐａｎｔ　ｓａｎｄｉｎｇ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｎｄ—ｐａｃｋ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏａ１．Ｔｈｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｆｉｎｉｎｇ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ　ｓｍａｌｌｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏａｌ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｉｓ，　ｔｈｅ　ｌｏｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｓ　ｌａｒｇｅｒ．Ｉｆ　ｔｈｅ　ｓａｎｄｉｎｇ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｂｉｇｇｅｒ，ｔｈｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏａｌ　ｗｉｌｌ　ｂｅｃｏｍｅ　ｌａｒｇｅｒ　ｌｅａｄｉｎｇ　ｔｏ　ｂｅｔｔｅｒ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｎｄｉｎｇ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　０．５　ｋｇ／ｍ。　ｖａｒｉｅｓ　ｄｉｓｔｉｎｃｔｌｙ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｆｉｎｉｎｇ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗｈｉｃｈ　ｉｔ　ｔｅｎｄｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｌｉｎｅａｒ　ｃｈａｎｇｅ．Ｏｎ　ｔｈｉｓ　ｏｃｃａｓｉｏｎ，ｔｈｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｎｆｉｎｉｎｇ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ．　［Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］ｔｈｅ　ｓａｎｄ—ｐａｃｋ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｔｈｅ　ｓａｎｄｉｎｇ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏａｌ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ