聚丙烯腈纤维/MC尼龙6原位复合材料摩擦磨损性能研究

本文利用己内酰胺的阴离子原位聚合方法制备了聚丙烯腈纤维/MC尼龙6原位复合材料。对复合材料的摩擦磨损性能进行了测试,通过DSC、SEM等测试手段对复合材料的摩擦磨损机理进行探讨。结果表明原位复合材料的磨损机理是以磨粒磨损为主,同时还有粘着磨损和疲劳磨损。摩擦温度是摩擦系数大小的影响因素。原位复合材料的摩擦系数随载荷的增加而减小,磨损量随着载荷的增加而增加。在低载荷条件下,原位复合材料的摩擦系数大于MC尼龙6,当载荷增加时,聚合物表面软化熔融,起到了润滑作用使得复合材料的摩擦系数下降。     

球形燃料元件基体石墨摩擦磨损性能的研究

利用OHT-1000E型摩擦磨损试验机系统研究了氦气中高温气冷堆球形燃料元件基体石墨在不同温度及载荷下的摩擦磨损性能,并与其摩擦磨损后的微观形貌相结合,对其摩擦磨损的机理进行分析。结果表明:在氦气中,不同温度下基体石墨的摩擦磨损性能差异很大,而且在不同载荷下,温度对基体石墨的摩擦磨损性能影响不同。在低载荷下,基体石墨在400~700℃温度范围的摩擦系数较大,在其他温度范围的摩擦系数都相对较小;在高载荷下,基体石墨在100~200℃和400~700℃温度范围的摩擦系数较大,在其他温度范围的摩擦系数都相对较小,载荷主要影响较低温度(100~200℃)下的摩擦磨损性能。基体石墨的摩擦系数、磨损量及其磨损机理有较好的对应关系:当基体石墨的摩擦系数大时,对应的磨损量较多,磨损机理主要为粘着磨损;当基体石墨的摩擦系数较小时,对应的磨损量也较小,磨损机理主要为磨粒磨损。     

载荷、速度及环境温度对聚醚砜酮摩擦磨损性能的影响

利用MM—2000型和THT07—135型摩擦磨损试验机系统考察了载荷、滑动速度和环境温度对含二氮杂萘联苯型聚醚砜酮(PPESUK)摩擦磨损性能的影响，并利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了其磨损表面形貌及磨损机理。研究表明，干摩擦条件下，随载荷增加PPESUK的摩擦系数降低、磨损率增加；在高的滑动速度下，摩擦系数和磨损率都降低；环境温度对PPESUK的摩擦系数影响不大，并且粘着磨损是其主要磨损机理。     

碳材料摩擦性能浅谈

在转速和压力变化情况下,碳石墨材料与对磨件进行摩擦磨损试验,研究在不同转速和不同压力下,碳材料的摩擦系数、磨损值及表面状况,并通过试验了解碳材料摩擦磨损情况。结果试验表明:在一定载荷条件下,随着转速的增加,碳材料摩擦磨损性能因转速小先保持良好,但当随着转速增加,因摩擦过程产生热,使摩擦磨损性能变差,造成摩擦磨损趋于恶化。在一定转速条件下,随着载荷的增加,碳材料摩擦系数性能因载荷小先保持良好,但当随着载荷增加摩擦性能因润滑油不能进行入相接触界面,使碳石墨与对磨件形成干摩擦,造成磨损趋于恶化。     

用正交试验研究影响环氧摩擦学性能的因素

利用正交试验研究了影响环氧树脂摩擦磨损性能的因素,通过直观分析法对试验结果进行了分析,结果显示对摩擦系数和磨损率而言,载荷和表面粗糙度都是显著的影响因素。用电镜对不同粗糙度下的磨损面形貌进行了观察,结果表明随粗糙度增加材料的磨损机理由疲劳磨损变为磨粒磨损。     

热力耦合下TC4合金微动磨损行为影响的研究

为了研究TC4合金在300℃和500℃下的微动磨损行为,利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜分别表征表面磨痕形貌、磨损体积和磨痕轮廓,探究两种温度中TC4合金不同接触载荷作用下的微动磨损机制。结果表明： 磨损体积与接触载荷呈现正相关的关系,而摩擦系数和磨损率则呈现负相关的关系。两种温度下的无润滑微动摩擦磨损过程中,小载荷作用时磨损形式表现为氧化磨损和磨粒磨损;大载荷作用时磨损形式为氧化磨损和黏着磨损。与300℃相比,500℃时合金接触表面塑性变形严重,摩擦系数小,氧化磨损加剧,疲劳裂纹扩展严重。TC4合金高温环境中微动磨损机制为黏着磨损、磨粒磨损、氧化磨损和疲劳磨损,其中氧化磨损在TC4合金高温微动磨损中占据主导地位。     

粘结性涂层的摩擦磨损特性

采用球-盘式摩擦磨损试验机,研究了粘结性钢-聚四氟乙烯涂层在不同速度和载荷条件下的摩擦磨损特性。采用扫描电子显微镜观测了磨损后涂层的表面形貌,探讨了涂层的摩擦磨损机理。研究发现:随载荷的增加,涂层的摩擦系数和磨损率降低;随速度的增加,涂层摩擦系数趋于恒值,而磨损率增加。扫描电子显微镜分析表明:这是由于高速条件下,涂层与滚球表面转移膜的形成引起的。     

玻璃纤维增强PEEK复合材料的高速干摩擦性能

利用球盘式摩擦磨损试验机对质量分数为30%的短切玻璃纤维增强聚醚醚酮(PEEK/GF)复合材料进行室温高速条件下干滑动磨损实验,考察了载荷及频率对材料摩擦系数及磨损量的影响,并对摩擦前后的微观形貌及热性能进行了分析。结果表明,随着载荷和频率的增加,PEEK/GF复合材料的摩擦系数和磨损量逐渐增大并趋于稳定;微观结构分析显示GF与PEEK两相结合紧密,磨损方式主要以犁沟为主,GF的加入阻断了PEEK从PEEK/GF复合材料磨损表面剥落,使PEEK磨屑在GF周围积聚,摩擦表面产生的热量使PEEK收缩团聚在一起;PEEK/GF复合材料的热分解温度比纯PEEK提高了75℃。     

不同载荷条件下浸银石墨材料水润滑摩擦磨损性能研究

采用环-块式摩擦磨损实验机,研究了水润滑条件下不同载荷和滑动时间对浸银石墨材料摩擦磨损性能的影响,利用表面轮廓仪和扫描电子显微镜对浸银石墨材料在磨合阶段和稳定磨损阶段的磨损行为进行分析和探讨。结果表明:滑动时间1 h内为磨合阶段,随载荷增加浸银石墨在水润滑条件下的摩擦系数降低,比磨损率增大。滑动时间5 h达到了稳定磨损阶段,高载荷导致浸银石墨在水润滑条件下的摩擦系数和比磨损率降低。在浸银石墨的稳定磨损阶段,500 N载荷下的摩擦系数最低,为0.038,700 N载荷下的比磨损率最低,为2.26×10^(-7)mm^(3)/Nm。高载荷条件下,浸银石墨在磨合阶段和稳定磨损阶段展现出相似的磨损机制,浸银石墨表面石墨区域发生较大磨损,增强的银颗粒支撑了水润滑界面间的载荷作用,边界润滑状态的局部流体润滑作用和小尺寸磨屑的自润滑作用,降低了浸银石墨材料的摩擦系数和比磨损率。     

基于仿生结构的PE-UHMW水润滑尾轴承的摩擦性能

以鲨鱼皮为仿生对象,通过在超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)水润滑尾轴承表面设计出菱形和棱条两种表面织构,研究在水润滑条件下PE-UHMW的摩擦性能。利用CBZ–1船舶轴承摩擦磨损试验机进行滑动摩擦磨损实验并对其摩擦系数进行监测采集,使用表面轮廓仪及超景深显微镜对其表面形貌进行观察,并测量了试样的平均磨损速率。结果表明:在载荷为0.8MPa下,当转速为50r/min时,棱条织构试样短时间内能够有效地降低摩擦系数;但随着转速上升至150r/min和500r/min时,棱条织构恶化了PE-UHMW试样的摩擦性能,而菱形织构试样的摩擦系数一直低于无织构试样;在转速为150r/min状态下,随着载荷从0.4MPa增加到0.8MPa,三种试样的平均摩擦系数及平均磨损速率逐渐上升,同时两种织构对PE-UHMW试样表面的摩擦性能起到不同程度的改善作用。     

芳纶浆粕增强丁腈橡胶复合材料的摩擦磨损性能

利用开炼机制备了丁腈橡胶(NBR)/芳纶浆粕(PPTA-pulp)复合材料。研究了在干摩擦和水润滑条件下,纤维含量、摩擦时间以及载荷对NBR/PPTA-pulp复合材料摩擦磨损性能的影响,并分析了磨损机理。结果表明,芳纶浆粕的加入能够很好地改善复合材料的力学性能和摩擦磨损性能,在相同条件下,当纤维质量分数为20%时,复合材料的综合性能最佳;在干摩擦条件下,随着摩擦时间延长,复合材料的摩擦系数下降,磨耗量增大;随着载荷增加,摩擦系数和磨耗量增大;水润滑条件下,复合材料的摩擦系数和磨耗量较干摩擦大幅度降低且比较稳定,时间和载荷对其影响很小;干摩擦时,复合材料的磨损机理主要为磨粒磨损和疲劳磨损;水润滑时,主要为轻微磨粒磨损。     

PTFE/纳米SiC复合材料的摩擦磨损性能研究

利用冷压烧结法制备了不同含量的聚四氟乙烯/纳米碳化硅(PTFE/纳米SiC)复合材料。采用MM-200型摩擦磨损试验机在干摩擦条件下考察了纳米SiC含量及载荷对PTFE/纳米SiC复合材料摩擦磨损性能的影响,借助于扫描电子显微镜观察分析了试样磨损表面形貌,并探讨了其磨损机理。结果表明,纳米SiC能够提高PTFE/纳米SiC复合材料的硬度和耐磨性,当纳米SiC质量分数为7%时,PTFE/纳米SiC复合材料的磨损量最小,摩擦系数也最小;随纳米SiC含量的增加,其摩擦系数有所增大;随着载荷的增大,PTFE/纳米SiC复合材料的磨损量增加。     

蛇纹石微粉对球墨铸铁摩擦副的减摩抗磨作用机理

采用MM-200摩擦磨损试验机评价了蛇纹石微粉作为润滑油添加剂对球墨铸铁的减摩抗磨作用.借助扫描电子显微镜、X射线能谱仪、纳米压痕仪、X射线光电子能谱仪等对磨损表面进行了分析,并探讨了其减摩抗磨机理.结果表明:蛇纹石微粉能显著提高球墨铸铁摩擦副的摩擦学性能.当添加量为0.5%(质量分数)时,能使摩擦系数较基础油降低51.5%,磨损量减少29.6%.磨损表面元素主要由Mg,Si,Fe,O,C组成,磨损表面光滑平整且具有较高的纳米力学性能.分析认为:由于蛇纹石微粉呈层片状结构,且表面存在大量的不饱和键而具有很高的化学活性,在摩擦力作用下趋向与摩擦表面发生物理、化学作用,形成铁镁的氧化物、水合氧化物、硅酸盐,铁的碳化物及石墨化碳等物相,可强化摩擦副表面,增强其自润滑能力,提高其减摩抗磨性能.     

油气管道X80管线钢的干式滑动摩擦磨损特性研究

以球-盘接触方式,通过X80管线钢(评价材料)与淬硬冷作模具钢Cr12Mo V(62±1HRC,对偶材料)的干式滑动摩擦磨损试验,揭示了滑动速度和法向载荷对摩擦特性的影响规律,分析了X80管线钢磨损表面的磨损机理。结果表明,滑动速度在0.05~0.15m/s范围时对摩擦系数的影响有限;当滑动速度在0.15~0.25m/s范围时对摩擦系数的影响较大。当载荷在1~3N范围时对摩擦系数的影响较大;载荷在3~9N范围对摩擦系数基本无影响。X80管线钢的磨损率随滑动速度的增大以线性方式增大,而随载荷的增大以非线性方式升高,载荷越大,影响越显著。X80管线钢的磨损以磨粒磨损与粘结磨损为主,疲劳磨损为辅。     

C／C-SiC复合材料的水润滑摩擦磨损特性研究

本文在MRH-3型环块式磨损试验机上,进行了C／C-SiC与Ni基合金摩擦副的摩擦磨损实验。测定了水润滑状态下,在相同转速,载荷,磨损时间条件下,配对摩擦副的摩擦系数和磨损率。用扫描电子显微镜（SEM）观察了配对摩擦副的磨损表面形貌。初步探讨了C／C-SiC复合材料的摩擦、磨损特性及机理,对C／C-SiC复合材料在水润滑条件下作为摩擦件使用提供了实验依据。     

（Fe—Ni）—MoS2自润滑复合镀层的制备及性能研究

在酸性氯化物电解液中进行了ＭｏＳ２微粒与铁、镍共沉积的试验，确定了制备（Ｆｅ－Ｎｉ）－ＭｏＳ２复合镀层的最佳工艺参数。对所得到的复合镀层的摩擦磨损特性进行了研究。结果表明：铁镍合金镀层中弥散分布着６．４１ｗｔ％的ＭｏＳ２微粒后，与Ｆｅ－Ｎｉ合金镀层，４５＾＃淬火钢和球墨铸铁相比，其摩擦系数和损率显著降低，镀层的摩擦磨损性能得到改善。     

激光淬火后的45~#钢微观组织性能演变

针对凸轮材料所采用的45~#钢,应用YLS-4000型光纤激光器对凸轮所用材料45~#钢表面进行激光淬火,研究不同的激光功率对45~#钢的影响。并通过SEM观察激光淬火前后材料表面和界面形貌,采用金相显微镜观察了表面组织形貌,通过HVS-1000A型显微硬度仪测试了试样表面硬度,通过摩擦磨损试验测试了试样的摩擦系数。     

交联聚四氟乙烯的耐磨性能研究

采用电子束高温辐照制备交联聚四氟乙烯（XPTFE）,利用环-环立式万能摩擦磨损试验机在干摩擦条件下研究了PTFE和XPTFE的摩擦磨损性能变化规律。结果表明：与PTFE的摩擦系数相比,XPTFE的摩擦系数随剂量的增加而增加。随剂量的增加,XPTFE的耐磨性增大,当吸收剂量为150 kGy时,XPTFE耐磨性提高了近1 000倍。PTFE磨损表面光滑,磨屑为波浪形带状物;XPTFE的磨损表面形成摩擦棱,磨屑为粉状颗粒。XPTFE的三维网状交联结构导致其耐磨性能明显提高。     

成型方法对PE-UHMW摩擦磨损性能的影响

采用对比试验的方法分别对模压成型法、机筒成型法制备的超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)进行摩擦磨损性能研究。结果表明,采用机筒成型的PE-UHMW试样的磨合期较短,稳定区间摩擦系数为模压成型PE-UHMW试样摩擦系数的62.4%,机筒成型的PE-UHMW试样在载荷、转速变化的条件下摩擦系数表现更稳定;磨损量都呈现先快速增大后缓慢上升再快速增大的趋势,试验60 min后,模压成型PE-UHMW试样的磨损量为1.4 mg,机筒成型试样的磨损量为1.2 mg,机筒成型PE-UHMW试样的耐磨性能优于模压成型PE-UHMW试样;对试样摩擦磨损试验后的表面形貌的SEM分析表明,模压成型的PE-UHMW试样的摩擦机理主要为粘着磨损和疲劳磨损;机筒成型的PE-UHMW试样的摩擦机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主,后期转化为粘着磨损。机筒成型的PE-UHMW试样摩擦磨损过程中的磨粒起到自润滑及减摩剂的作用,其热力学及力学性能优于模压成型的PE-UHMW试样。     

碳纤维乒乓球底板的制备与摩擦性能研究

对新球时代碳纤维兵乓球底板进行了不同载荷和温度的摩擦磨损试验,研究了载荷和温度对摩擦系数、磨损量和磨损形貌的影响。结果表明,在较低的载荷(100N)下,碳纤维复合材料的磨损量约为2.03mg;当载荷增加至150N和200N时,碳纤维复合材料的磨损量分别提高至3.37mg和3.52mg。载荷100N时碳纤维复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损,载荷增加至150N和200N时,碳纤维复合材料的磨损机制主要为疲劳磨损。随着温度从25℃减小至-25℃,100N和200N载荷下的碳纤维复合材料的磨损量都呈现逐渐升高的趋势,温度的降低会增加载荷为100N和200N时碳纤维复合材料的磨损量。