碳管分散程度对环氧树脂复合材料的摩擦磨损性能影响

采用浇铸法,制备多壁碳纳米管(MWNTs)/环氧树脂(EP)复合材料,利用M-200摩擦磨损试验机研究了MWNTs含量、分散时间及方式对环氧复合材料摩擦磨损性能影响,通过SEM、TEM分析试样磨损形貌表面、MWNTs分散程度。结果表明:碳纳米管添加量1.5%(质量分数)时,MWNTs/EP复合材料比环氧树脂摩擦因数降低17.8%,磨耗率降低91.7%;加入碳纳米管降低了复合材料粘着磨损与疲劳剥落;延长超声波时间及采用高功率超声波仪器能够有效提高碳纳米管分散程度,提高复合材料摩擦磨损性能。     

聚氨酯/碳纳米管复合材料的摩擦性能

采用溶液共混法制备聚氨酯/碳纳米管复合材料,探讨碳纳米管含量和超声分散时间对聚氨酯/碳纳米管复合材料摩擦性能的影响。结果表明:随着碳纳米管含量的增加,聚氨酯/碳纳米管复合材料的摩擦因数逐渐降低,随着载荷的增大,摩擦因数有所减小;超声分散时间对聚氨酯/碳纳米管复合材料摩擦性能影响不大;碳纳米管具有较好的润滑性质,可以降低聚氨酯/碳纳米管复合材料的摩擦因数,改善聚氨酯的摩擦性能。     

钢/铜混杂纤维增强摩擦材料摩擦学性能研究

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为树脂基体,钢纤维-铜纤维混杂纤维作为变量,经热压烧结制备一种摩擦材料,在干摩擦条件下通过摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能,并用扫描电镜(SEM)对摩擦材料的表面磨损微观形貌进行观察分析,以研究钢/铜纤维混杂对摩擦材料摩擦学性能的影响。实验表明:随滑动速率的增大,材料的摩擦系数、磨损率呈现减小趋势;轻载时,材料的摩擦系数、磨损率较高,重载时,摩擦系数、磨损率则相对较低。摩擦过程中,添加钢/铜混杂纤维的材料磨损形式为塑性变形和磨粒磨损;未添加混杂纤维的材料磨损形式主要为粘着磨损。由此可见,钢/铜混杂纤维的加入可以有效提高材料的摩擦系数,降低其磨损率,明显改善材料的摩擦学性能。     

颗粒增强铝基复合材料干摩擦磨损特性研究

采用自制的干摩擦磨损试验机研究了3种ZL101-SiCp、Al2O3p复合材料及对比材料与半金属摩擦材料配副的摩擦磨损性能.结果表明,随接触压力的增加,材料的磨损率增加;随摩擦速度的增加,材料的磨损率减小.ZL101合金的磨损率比复合材料要大近3个数量级.复合材料的磨损率仅为HT250的1/3.随接触压力、速度的增加,材料的摩擦系数降低.复合材料的摩擦系数与HT250的相当,摩擦系数稳定性优于HT250.     

腐蚀介质条件下NiCrBSi/WC喷熔层的摩擦学性能研究

采用氧-乙炔火焰喷熔工艺,制备了碳化钨颗粒增强镍基合金喷熔层(NiCrBSi/WC),研究了它在腐蚀介质条件下的摩擦磨损行为与机理,并考察了载荷、滑动速度对其摩擦磨损性能的影响规律。研究结果表明:NiCrBSi/WC具有良好的耐腐蚀磨损性能,且当WC含量为20%时,腐蚀磨损率最低;WC含量超过20%后,由于喷熔层存在“腐蚀原电池”效应,其腐蚀磨损率增大。NiCrBSi/WC的腐蚀磨损率随载荷增加而变大,随速度增大而减小。载荷的增加使喷熔层的犁削磨损加剧,导致摩擦系数和磨损率增大;速度的增大造成摩擦界面温度上升,可生成摩擦转移膜,从而降低了喷熔层的磨损率。     

剑麻纤维和低密度聚乙烯填充聚甲醛复合材料的摩擦磨损性能

通过双螺杆挤出熔融共混的方法制备剑麻纤维(SF)和低密度聚乙烯(LDPE)共同填充的聚甲醛复合材料,在HT-500型高温摩擦磨损试验机上考察其干滑动摩擦条件下的摩擦磨损性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察其磨损表面形貌,分析磨损机制。结果表明:添加适量的LDPE能显著降低POM的摩擦因数和磨损率,当LDPE质量分数为5%时,复合材料的摩擦因数下降21.7%,磨损率降低10%;随SF质量分数的增加,POM/5%LDPE/SF复合材料的摩擦因数和磨损率呈现先增大后减小再增大的趋势,当SF质量分数为5%时,复合材料摩擦磨损性能优异,在转速为1 120 r/m in,恒定载荷为8 N的实验条件下,其稳定摩擦因数为0.16,磨损率为1.61×10-6mm3/(N.m)。纯POM磨损方式以黏着磨损为主,POM/5%LDPE/SF复合材料以疲劳磨损为主,伴随有转移膜的剥落。     

水润滑条件下聚丙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料摩擦磨损性能研究

针对2种有机改性蒙脱土(OMMT,TJ-2型和KH-V6型),研究了熔融插层法制备的聚丙烯(PP)/OMMT纳米复合材料在水润滑条件下的摩擦磨损性能,并用扫描电子显微镜观察分析了复合材料的磨损表面.结果表明:2种PP/OMMT纳米复合材料的摩擦因数和磨损率都随OMMT含量的增加先减小后增加.当TJ-2型OMMT质量分数为1.5%时,复合材料的摩擦因数和磨损率分别为纯PP的88%和48%;当KH-V6型OMMT质量分数为2%时,复合材料的摩擦因数和磨损率分别为纯PP的92%和50%.此外,在水介质中,随OMMT填充量的增加,PP/OMMT纳米复合材料的主要磨损形式依次是磨粒磨损、粘着磨损和磨粒磨损.     

聚丙烯、炭黑和碳纤维共混填充超高分子量聚乙烯复合材料的力学和摩擦磨损性能

采用模压成型的方式制备超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,通过AG-1型电子万能实验机和MM-200型摩擦磨损试验机分别研究填料对复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响,采用光学显微镜分析复合材料磨损表面的形貌。结果表明:聚丙烯(PP)和无机填料炭黑(CB)或CB与碳纤维(CF)混杂填料的加入使UHMWPE复合材料的拉伸强度降低,弯曲模量和硬度增加,其中UHMWPE/PP/CB/CF复合材料的弯曲模量和硬度增幅大于UHM-WPE/PP/CB复合材料。填料的加入可改善UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能,当填料的质量分数为5%时,UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能最好,且UHMWPE/PP/CB/CF复合材料的耐磨性能优于UHMWPE/PP/CB复合材料。与UHM-WPE相比,UHMWPE/PP/CB/CF复合材料的摩擦因数和磨痕宽度分别下降了10%和44%,UHMWPE/PP/CB复合材料则分别下降了12%和42%。光学显微镜观察表明填料的加入大大改善了UHMWPE的磨粒磨损,复合材料表面以较浅的犁沟磨损为主要特征。     

摩擦提升机衬垫磨损行为的研究

采用热压烧结的方式制备了两种衬垫,研究了不同载荷、滑动速率下衬垫摩擦系数和磨损率的变化。用扫描电镜(SEM)对摩擦试样的表面形貌进行观察分析。结果表明:衬垫的摩擦系数随载荷的变化在(0.5~0.6)范围内波动,随滑动速率的增加而降低,随载荷和滑动速率的变化,两种衬垫磨损率的变化趋势具有一致性。随着载荷增大和滑动速率的减小,两种衬垫磨损率的差距逐渐减小。两种衬垫的磨损形式是粘着磨损,磨粒磨损,疲劳磨损的结果。衬垫材料中加入钛酸钾晶须,改善了材料在摩擦过程的塑性变形和裂纹情况,降低了衬垫的摩擦系数,减轻了衬垫的磨损。     

2D沥青基碳/碳复合材料摩擦学性能研究

研究了沥基碳／碳复合材料的摩擦磨损性能，探讨了压力、速度、纤维取向等因素对摩擦学特性的影响。SEM分析表明，该材料在低能载条件下具有优良的摩擦磨损性能，随着载荷的增大，磨损率和摩擦系数都趋于减小：当速度大于2．18m／s时，出现了磨损率和摩擦系数急剧增大的趋势。     

碳酸钙增强树脂基复合材料的摩擦磨损性能

以具有强度高、模量高、耐热与隔热性好等优良特性的碳酸钙晶须为增强体,采用热压成型工艺制备出晶须增强树脂基制动材料,采用JF150D-Ⅱ型定速摩擦试验机研究了碳酸钙晶须的含量对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,碳酸钙晶须含量在20%左右时,试样的摩擦系数为0.41,磨损率为0.36,具有较好的摩擦磨损性能;对碳酸钙晶须进行适当偶联处理后,能有效地改善复合材料的摩擦性能。     

碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜酮复合材料的摩擦学性能

利用MRH-03型环-块摩擦磨损试验机研究不同碳纤维含量的聚醚砜酮(PPESK)基复合材料的摩擦磨损性能,讨论载荷、速度及润滑介质对质量分数10%碳纤维增强复合材料摩擦磨损性能的影响,并用SEM观察材料的断面形貌和磨损表面形貌。结果表明:适量碳纤维的加入可以明显提高材料的摩擦磨损性能,并使得复合材料干摩擦条件下的磨损机制由严重的磨粒磨损和黏着磨损转变为黏着磨损和轻微的磨粒磨损。以质量分数10%碳纤维增强的复合材料为例,随着载荷的增加复合材料在干摩擦条件下的摩擦因数降低,而磨损率先降低后增加,在高滑动速度下复合材料的摩擦因数降低而磨损率增加;而海水润滑介质的加入大大降低了材料的摩擦因数和磨损率,并使得复合材料的磨损机制由干摩擦条件下的黏着磨损和轻微的磨粒磨损转变为轻微的磨粒磨损。     

碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜酮复合材料的摩擦学性能研究

利用MRH-03型环-块摩擦磨损试验机研究不同碳纤维含量的聚醚砜酮(PPESK)基复合材料的摩擦磨损性能,讨论载荷、速度及润滑介质对质量分数10%碳纤维增强复合材料摩擦磨损性能的影响,并用SEM观察材料的断面形貌和磨损表面形貌。结果表明：适量碳纤维的加入可以明显提高材料的摩擦磨损性能,并使得复合材料干摩擦条件下的磨损机制由严重的磨粒磨损和黏着磨损转变为黏着磨损和轻微的磨粒磨损。以质量分数10%碳纤维增强的复合材料为例,随着载荷的增加复合材料在干摩擦条件下的摩擦因数降低,而磨损率先降低后增加,在高滑动速度下复合材料的摩擦因数降低而磨损率增加;而海水润滑介质的加入大大降低了材料的摩擦因数和磨损率,并使得复合材料的磨损机制由干摩擦条件下的黏着磨损和轻微的磨粒磨损转变为轻微的磨粒磨损。     

永磁场条件下45钢与GCr15钢摩擦磨损性能试验研究

基于HSR-2M高速往复摩擦磨损试验机,研究在永磁体磁场条件下滑动速度、载荷等参数对45#钢/GCr15钢摩擦副摩擦学性能的影响,通过磨痕形貌分析其磨损机制,并与无磁场条件下的试验结果进行对比。试验结果表明:磁场的引入可以在一定程度上减小摩擦因数和降低磨损率,证明磁场能够改善45#钢/GCr15钢摩擦副的摩擦学性能;增大滑动速度将降低摩擦因数和磨损率,增大载荷将降低摩擦因数,增加磨损率。无磁场时,摩擦副的摩擦磨损为典型的磨粒磨损,磨损系统的磨损率和摩擦因数较大;有磁场时,磨损形式主要为黏着磨损,摩擦因数和磨损率较小。     

花生壳粉填充树脂基制动材料的摩擦学性能研究

为了解决复合材料的环保降解问题和废弃资源循环再利用,将花生壳粉作为填料添加到树脂基制动摩擦材料中,采用干法热压成型制备试样,通过CHASE试验机测试其摩擦学性能,并用扫描电镜对磨损表面进行观察分析。试验结果表明:在复合材料中加入花生壳粉能显著提高摩擦系数,改善材料热稳定性,同时还能减小其磨损量,提高其耐磨性;当花生壳粉含量为30%时,其摩擦学性能最佳,此时试样磨损表面形成了大量的摩擦膜,磨损形式主要以粘着磨损为主、磨粒磨损为辅。     

碳纤维增强热塑性聚酰亚胺的力学性能和摩擦磨损性能

用电子万能试验机和摩擦磨损试验机考察了短切碳纤维(CF)增强热塑性聚酰亚胺(PI)复合材料的力学性能和摩擦磨损性能,并通过扫描电镜(SEM)观察磨损面微观形貌,从而确定其主要磨损机理。结果表明:短切碳纤维可以提高复合材料的抗压强度,但对抗拉强度和抗弯强度的增强效果不明显,而冲击强度会有所下降。适量碳纤维的加入可以有效改善材料的摩擦磨损性能,其中10%碳纤维填充PI摩擦因数为0.12,仅为纯PI的44.4%,但随CF含量进一步增大(最大达到30%),摩擦因数趋于稳定;材料磨损率随CF加入下降了一个数量级,其中10%CF填充PI的磨损率最低,为1.83×10-8cm3.N-1.m-1。低含量碳纤维复合材料磨损机理以粘着磨损为主,而高含量时主要是磨粒磨损。     

纳米锌填充超高分子量聚乙烯复合材料微动摩擦磨损性能

利用热压烧结法制备不同含量纳米锌填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用微动摩擦磨损试验机研究干摩擦条件下纳米锌含量对复合材料微动摩擦磨损性能的影响。利用场发射扫描电子显微对复合材料断面进行分析,采用扫描电子显微镜对材料磨损表面及钢球进行表征,探讨复合材料的磨损机制。研究结果表明:随着纳米Zn含量的增加,复合材料的摩擦因数和磨损率均表现为先降低后升高;当纳米Zn质量分数为1%时复合材料具有最低的摩擦因数和磨损率,且对偶钢球表面形成连续的转移膜;复合材料的磨损机制主要为黏着磨损和磨粒磨损。添加锌纳米颗粒,可以提高UHMWPE复合材料的微动摩擦磨损性能,当纳米锌质量分数为1%时,复合材料具有最低的摩擦因数和最优的耐磨损性能。     

钻井液中纳米SiO_2含量对套管摩擦学性能的影响

研究钻井液中纳米SiO_2含量对套管摩擦学性能的影响,用2Cr13钢材加工制作销盘,在含有不同纳米SiO_2的水基钻井液下进行摩擦试验,得出了销盘磨损率、摩擦系数、钻井液温度变化,并分析测试了实验后销盘的硬度、膜基结合强度、三维形貌和EDS表面元素组成。试验研究结果表明:钻井液套管的主要磨损类型为磨粒磨损和氧化磨损;在钻井液中加入纳米SiO_2可以显著降低套管磨损率;纳米SiO_2粒子在套管摩擦磨损过程中可以起到保护、承压、填充、抛光、屏蔽作用,降低套管的磨损率;在钻井液中加入2%的纳米SiO_2可获得最低磨损率,继续添加纳米SiO_2将降低表面膜的粘结强度进而提高套管磨损率。结论:在钻井液中加入纳米SiO_2可显著降低套管磨损,2%的纳米SiO_2添加量具有对套管的最佳润滑效果。     

Ni-Mo-P-Si3N4化学镀层的摩擦磨损性能研究

Q215碳素钢表面上制备一层Ni-Mo-P-Si3N4复合镀层,在MS-T3000摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验,记录平均摩擦系数,测试磨痕宽度,计算磨损率,研究该化学镀层的摩擦磨损性能。分析结果表明:载荷不变时,平均摩擦系数和磨损率均随滑动速度的增大而增大;滑动速度不变时,平均摩擦系数和磨损率均随载荷的增大而增大;载荷和滑动速度不变时,平均摩擦系数和磨损率随镀层中Si3N4的体积分数先增大后减小。     

碱处理剑麻纤维/聚丙烯复合材料的性能研究

选用氢氧化钠溶液对剑麻纤维(SF)进行表面改性,采用注塑成型的方法制备SF/聚丙烯(PP)复合材料,借助扫描电镜(SEM)观察碱处理效果及剑麻纤维在聚丙烯基体中的分散性,通过力学性能和摩擦磨损性能测试研究不同含量SF对复合材料性能的影响。结果表明:氢氧化钠质量分数为10%时可获得最佳的纤维处理效果,但仅用碱处理未在纤维与基体之间形成有效的化学结合。随着SF含量的增加,复合材料的拉伸强度和弹性模量增加,摩擦因数和磨损率下降,SF质量分数为20%时拉伸强度和弹性模量达到最大值,SF质量分数为10%时摩擦因数和磨损率达到最小值。