纳米SiO_2、硅灰石复合填充PA1010复合材料的摩擦学性能研究

用纳米SiO2机械包覆硅灰石填充尼龙1010制备复合材料,对复合材料进行拉伸、硬度和摩擦磨损实验,并与纯硅灰石填充尼龙1010的复合材料进行对比。结果表明:纳米SiO2机械包覆硅灰石填充尼龙1010大幅度提高了尼龙复合材料的耐磨性,降低了摩擦因数;当纳米SiO2/硅灰石复合颗粒填充质量分数为20%时,复合材料达到最低摩擦因数0.307和最低磨损量1.27 mg,分别比纯尼龙降低了51.35%和55.86%。     

氧化锌晶须填充尼龙1010复合材料的摩擦磨损性能

采用模具挤压成型的方法制备了氧化锌晶须填充尼龙1010复合材料,使用纳米力学测试系统测试了不同含量氧化锌晶须复合材料的硬度和弹性模量,在UMT试验机上考察了复合材料的摩擦磨损性能,然后对磨损表面进行了SEM观察。结果表明：复合材料的硬度和弹性模量随氧化锌晶须含量的增加而增大;ZnOw在保持尼龙1010摩擦性能的同时,可使其耐磨性能提高60％左右。纯尼龙的主要磨损机制为粘着磨损和熔融,填充ZnOw后复合材料的磨损机制转变为疲劳剥层。     

纳米ZnO填充尼龙1010复合材料的力学与摩擦学性能

采用热挤压方法制备了不同纳米ZnO添加量的尼龙1010(PA1010)复合材料,对其力学和摩擦学性能进行了试验研究.结果表明:添加少量纳米ZnO可以提高复合材料的抗拉强度、表面硬度和弹性模量;过量纳米ZnO造成复合材料抗拉强度的下降,原因在于纳米颗粒在尼龙1010基体内的分散均匀性变差,并在基体内部形成微裂纹缺陷;纳米ZnO最佳添加量为3.0%～5.0%,随ZnO添加量的增加复合材料的摩擦因数提高,磨损率有一定程度的降低,最多可达30%.     

纳米材料填充改性PTFE力学性能的研究

利用四种纳米粒子填充改性聚四氟乙烯(PTFE),并研究了改性PTFE复合材料的物理机械性能。结果表明:纳米粒子会使PTFE的力学性能发生变化,提高了复合材料的硬度;但会使复合材料的拉伸强度和断裂伸长率降低。     

纳米及微米石墨/聚四氟乙烯复合材料的力学与耐磨性能

用热压成型法分别制备了纳米、微米石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)的复合材料,对纯PTFE和复合材料进行了硬度、耐磨性和拉伸试验,用SEM观察了拉伸断口形貌.结果表明:纳米和微米石墨均能提高复合材料的硬度和耐磨性,而复合材料的抗拉强度和断后伸长率均有所下降;纳米石墨/PTFE复合材科的硬度、耐磨性、抗拉强度和断后伸长率均比微米石墨/PTFE复合材料的高;当纳米石墨质量分数为7%时,复合材料的综合性能较好,当质量分数大于7%后,复合材料的断后伸长率迅速下降;纳米石墨与PTFE相容性较好,在PTFE中的分布均匀.     

ZnO填充尼龙1010的摩擦磨损行为研究

采用热挤压方法制备了含不同添加量的微米ZnO尼龙1010(PA1010)复合材料，对复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了实验研究，并利用扫描电子显微镜对其磨损机理进行分析。结果表明，ZnO质量分数小于10％时，复合材料的拉伸强度与PA1010相当，而硬度明显提高。ZnO含量对复合材料的摩擦学性能有显著影响，ZnO质量分数介于3％～10％时填充效果最好。复合材料的磨损机理随ZnO含量的不同而发生变化。     

表面处理纳米Si3N4/PTFE复合材料的力学与摩擦学性能

用热压成型法制备了纳米Si3N4填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了纳米Si3N4质量分数、表面处理对PTFE复合材料力学和摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断口形貌进行观察,分析了复合材料增强机制.结果表明:未处理纳米Si3N4能提高复合材料的硬度和耐磨性,但拉伸强度和冲击强度有所降低;表面处理纳米Si3N4后,PTFE复合材料的拉伸强度、冲击强度、减摩性能有所提高.拉伸断口的微观分析表明,表面处理Si3N4在PTFE基体中有较好的分散性,与PTFE基体界面结合较好.     

纳米Si_3N_4和玻璃纤维混杂增强PA6复合材料的力学性能和摩擦学性能研究

采用注塑成型法制备纳米Si3N4和玻璃纤维混杂填充PA6尼龙复合材料,对PA6复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了实验研究.采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机制.结果表明:纳米Si3N4和玻璃纤维混杂填料能使PA6复合材料的拉伸强度和表面硬度增大.纳米Si3N4和玻璃纤维混杂可以显著改善尼龙复合材料的摩擦学性能,以3% Si3N4的耐磨减摩性最好.     

纳米SiO_2、玻璃微珠共混改性UHMWPE复合材料空蚀性能研究

通过模压成型工艺制备纳米SiO2、玻璃微珠颗粒共混改性UHMWPE复合材料,采用MRH-5A型环块磨损试验机研究载荷以及玻璃微珠含量对UHMWPE复合材料摩擦磨损性能的影响,利用转盘式空蚀磨损试验装置对复合材料进行空蚀磨损试验。结果表明,适量的纳米SiO2和玻璃微珠颗粒填充可以提高UHMWPE硬度,有效地改善UHMWPE的摩擦磨损性能和抗空蚀性能,质量分数10%纳米SiO2和2%玻璃微珠改性UHMWPE复合材料抗空蚀性能是纯UHM-WPE的3倍。     

氧化物/尼龙1010复合材料滚动疲劳行为研究

以我国自主研制的尼龙1010为基体，氧化铁（Fe3O4）和氧化铜（CuO）为增强剂，进行氧化物／尼龙复合材料的滚动疲劳实验，研究氧化物／尼龙复合材料的滚动疲劳机制。通过实验发现周期性应力导致在材料临界深处形成显微裂纹和显微空穴成核，裂纹扩展导致形成片晶形磨屑，显微裂纹和显微空穴成核是剥层磨损的主要因素。氧化物颗粒割裂了尼龙1010的基体，在接触应力和摩擦热的复合作用下，表面金属氧化物颗粒由于复合材料表面界面疲劳开裂而剥落，形成表面疲劳。30％CuO／尼龙1010复合材料的抗滚动疲劳磨损性能最好，疲劳磨损量只有尼龙的70％左右；10％Fe3O4／尼龙1010复合材料耐磨性能最差，滚动疲劳磨损量是尼龙的2．4倍。     

Comparison of tribological behavior of nylon composites filled with zinc oxide particles and whiskers

Mechanical properties and tribological behavior of nylon composites filled with zinc oxides were investigated in this paper. Different effects of ZnO particles and ZnO whiskers filling on the friction and wear behavior of nylon 1010 (PA1010) composites under dry friction condition were observed. The hardness, tensile strength and scratch coefficients of two kinds of nylon composites filled with the ZnO particles and whiskers were measured. Experimental results show that ZnO particles and ZnO whiskers improve the mechanical and tribological properties of nylon composites without affecting the crystallinity of nylon matrix. Hardness, tensile strength and scratch coefficient of composites are increased by the addition of ZnO particles and ZnO whiskers. Filler shape has little effect on the friction coefficients of nylon-based composites. These composites filled with particles and whiskers have nearly the same friction coefficients which locate between 0.4 and 0.45. The wear rates of composites are strongly dependent on filler shape and filler content. Particle-filled composites exhibit the lower wear rates than whisker-filled composites when the content of filler is lower than 10 wt.%. After that, the case is reversed. Ploughing and adhesion are the main wear mechanisms of composites with the addition of both ZnO particles and ZnO whiskers.     

碳纤维增强尼龙1010复合材料的摩擦磨损性能及磨损机理研究

以注塑成型法制备了尼龙1010及碳纤维(CF)增强尼龙1010复合材料，研究了CF含量和载荷对材料摩擦学性能和磨损机制的影响。结果表明，CF的加入可显著改善尼龙的摩擦学性能，以体积分数为20％的CF增强尼龙1010复合材料的耐磨性能最好。较低的CF含量下复合材料磨损表面主要受到对偶钢环上微凸峰的切削和犁沟作用，较高载荷时发生了热疲劳剥层磨损；随着CF含量增加，复合材料表面在较高载荷时产生明显疲劳断裂，并使对偶钢环产生较剧烈磨损。     

混杂填料改性UHMWPE复合材料的摩擦学性能

采用热压成型工艺制备铜粉、石墨粉、碳纤维混杂改性的UHMWPE复合材料,采用WDW-20电子万能实验机测量其力学性能,采用MM-2000试验机考察其摩擦学性能,用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌能。结果表明:混杂填料的加入增加复合材料的硬度和弹性模量,降低复合材料的抗剪强度、抗拉强度;混杂填料对复合材料的摩擦因数影响很大,填充比例适当时能有效改善复合材料的耐磨损性能;改性后复合材料的磨损机制主要表现为磨料磨损、疲劳磨损和塑性变形;15%Cu+2%Gr+6%CF复合材料具有良好的摩擦学性能。     

氧化锌晶须填充尼龙1010的接触和摩擦学性能研究

用球-平面接触方式,测定ZnOw填充尼龙复合材料的压痕蠕变、球压痕硬度和摩擦磨损性能.试验结果表明,压痕试验中尼龙复合材料的压痕深度和蠕变柔量随试验时间而增加.尼龙复合材料的抗压痕蠕变性能和球压痕硬度均随ZnOw的含量增加而增强.尼龙复合材料的蠕变模型符合典型三参数线性粘弹性模型,模型中弹簧刚度和阻尼系数均随ZnOw含量的增加而增加.对摩擦因数和蠕变模型中的时间常数,磨损率和硬度分别进行相关分析,得出摩擦因数与时间常数之间为正比二次方程曲线关系、磨损率和硬度之间为反比二次方程曲线关系.     

纳米ZnO填充PTFE复合材料的力学及摩擦学性能

通过机械搅拌和超声分散制备纳米ZnO填充PTFE复合材料,研究纳米ZnO填充量对复合材料力学及摩擦磨损性能的影响。结果表明:当ZnO质量分数小于3%时,复合材料的拉伸强度与纯PTFE相比略有增高;复合材料的密度、硬度、摩擦因数随ZnO填充量的增加而逐渐增大;当ZnO填充质量分数为1%～3%时,复合材料的磨耗量大幅下降,但若继续增加ZnO填充量,复合材料的磨耗量却变化不大。     

Mechanical and Tribological Properties of Spark Plasma–Sintered Titanium Composites Filled with Different Al-Cr-Fe Quasicrystal Contents

A new type of Ti composite filled with Al-Cr-Fe quasicrystals (QCs) was developed via a spark plasma sintering process. The mechanical and tribological properties of the Ti/QC composites were systematically investigated. It was found that the hardness of the Ti/QC composites significantly increased with increased QC content due to the higher hardness of incorporated QCs than that of the Ti matrix. The tribological results clearly showed that the wear of the Ti/QC composites apparently decreased with increased QC content to 20 wt% as a result of the increased wear resistance of the composites. An excessive loading of 30 wt% QCs resulted in the decreased wear resistance of the Ti/QC composites. It could be concluded that the incorporation of QCs significantly improved the mechanical and tribological properties of the Ti/QC composites with an optimized QC content of 20 wt%.