电刷在集电环上运行时，在其接触面上形成一层均匀、适度、稳定的氧化膜，这是电机运行良好的主要标志之一。因为这层氧化膜的存在，改变了电刷与集电环的接触特性、减少了摩擦、降低磨损、延长使用寿命。氧化膜是种复合薄膜，其组成成分与电刷型号及集电环的材料成分有关。氧化膜的正常厚度在8-100nm的范围内，一般为25nm.用电子显微镜观察发现，电刷与集电环接触面是小，由电机的转速、集电环材质的硬度、加工精度、偏摆度、电刷的材质、电刷上的压力大小等因素来决定。
有研究发现，外加电压小时，氧化膜绝缘，当电压升高到~定值时，氧化膜被击穿。当击穿后，不管电流如何增加，由于导电点的增加、导电面积的扩大，则接触电压保持恒定。
电刷及集电环常见故障的原因及解决办法
电刷在运行中最常见的故障为发热、产生火花、严重的烧损电刷刷握及集电环。从产生过热故障的原因看，主要有以下儿个方面:
1、由于通风不良导致的发热:通风不良主要是因为冷却风道堵塞，集电环表面通风沟、通风孔堵塞、循坏风扇风量下降等原因，尤其是当运行中集电环表面温度过高时，导致电刷磨损加剧，碳粉积聚增加，有可能会堵塞上述集电环表面的散热通道。因此在大小修时，应对集电环表面通风沟、孔以及冷却风道滤网进行清理，保持通畅。对于经过多次车削的集电环，如果集电坏表面的通风沟高进行更换，以保证集电环的机械及散热可靠性。2、由于接触电阻过大或分布不均匀而产生的发热:集电环和电刷是通过相互滑动接触导通励磁电流的，根据容量及型号的不同，每个集电环上大约分布看数十只电刷，由于接触电阻的不同，电流分配的差异，会导致发热不均匀。有以下儿个原因: (1) 电刷与滑环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷群与利架引线接触电阻过大。可通过测量单个电刷总压降、电刷接触压降、刷体压降、联结压降、刷辫压降进行相互间对比来检查。同时检查回路中各螺丝是否紧固。检查电刷接触面的清洁程度，是否存在油污污染。(2)电刷压力不均匀或不符合要求，可能有电刷过短、弹簧由于过热变软老化失去弹性等原因。应使用弹簧秤检查电刷压力。(3)集电环与转子引线接触电阻过大，这种情况应对集电环与转子引线间的紧固螺丝进行加固。(4)电刷材质不良、导电性能差、使用的型号不符合要求或者使用了不同型号的电刷。同一电机上应使用同一型号、同一制造厂的电刷，对于外观检查有明显差异的电刷应更换。
