二硫化钼改性PTFE摩擦磨损性能

干燥过筛聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS_2),模压烧结制备MoS_2/PTFE复合材料,研究其摩擦磨损情况。结果表明,MoS_2填充质量分数为0、5%、10%、15%、20%时,复合材料的摩擦因数随转速的增大而增大;在20、40、60、80 r/min转速下,复合材料摩擦因数随MoS_2填充质量分数的增加而增大,当填充量为20%时,各转速下的摩擦因数均达到最大值。填充MoS_2显著降低复合材料体积磨损率,体积磨损率随MoS_2填充质量分数的增加而减小。摩擦过程中,铝合金摩擦面并没有发生擦伤,试样被铝合金硬质微凸体挤压、犁削,MoS_2/PTFE复合材料的磨损机理为磨粒磨损。     

玻璃纤维填充改性PTFE复合材料的摩擦磨损性能

为改善聚四氟乙烯(PTFE)高磨耗的缺点,通过冷压烧结成型工艺制备了玻璃纤维(GF)填充改性PTFE复合材料,探究了不同GF添加比例的PTFE/GF复合材料在不同转速下的摩擦磨损情况。采用三维视频显微镜观察了样品的表面磨痕深度,并借助扫描电子显微镜观察摩擦表面形貌同时分析磨损机理。结果表明,填充GF后的PTFE复合材料其摩擦系数虽有一定程度的升高,但其体积磨损率却大幅降低。当GF质量分数为20%时,复合材料的体积磨损率降到最低,并在转速为80 r/min时较纯PTFE降低了93.56%。观察分析微观形貌发现,随着GF含量的增大,复合材料的磨损机理逐渐由纯PTFE的犁耕磨损和粘着磨损向磨粒磨损转变,当GF含量为25%时,出现轻微的疲劳磨损。     

纳米SiO_2填充改性聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能研究

通过冷压烧结成型工艺制备了纳米二氧化硅(SiO_2)填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,探究了不同添加比例的纳米SiO_2/PTFE复合材料在不同转速下摩擦磨损情况。采用三维视频显微镜观察了样品的表面磨痕深度,借助扫描电镜观察摩擦表面形貌并分析磨损机理。结果表明,填充纳米SiO_2后的PTFE复合材料其摩擦因数虽有一定程度的升高,但其体积磨损率却大幅降低。且当纳米SiO_2填充质量分数为5%时,复合材料的体积磨损率降到最低,并在转速为80 r/min时较纯PTFE降低了89.5%。观察分析微观形貌发现,随着纳米SiO_2含量的增大,复合材料的磨损机理逐渐由犁耕磨损和黏着磨损向磨粒磨损转变,且当纳米SiO_2填充含量为10%时,出现轻微的疲劳磨损。     

碳纳米管填充PTFE复合材料蠕变性能

模压成型烧结制备碳纳米管(CNTs)/聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,采用长期压缩蠕变测试方法对复合材料的蠕变性能进行研究,绘制压缩应力应变和应变-时间曲线分析材料蠕变行为。结果表明,该试验条件下观察到蠕变的第一个阶段为普弹形变。试验初期应变随时间的变化与是否填充CNTs无直接关系,应变量的增加是PTFE分子链上各键键角在载荷的作用下平衡位置振动的结果。对于玻璃态的PTFE,载荷大于试样屈服应力时会强迫链段甚至整链发生运动,使试样宏观表现出强迫流动(屈服),CNTs在试样发生强迫流动(屈服)阶段削弱了链段运动。CNTs的填充可提高PTFE的抗蠕变性能,这是通过对PTFE分子链链段运动的约束作用实现的。CNTs填充质量分数的合适值为5%左右,较大的CNTs填充量会因CNTs自身的团聚弱化对链段运动的约束,抗蠕变性能有所降低。     

PTFE/POB共混材料的压缩回复和耐磨性能研究

采用冷压烧结工艺制备了聚四氟乙烯/聚苯酯(PTFE/POB)共混材料,主要研究了POB含量对PTFE/POB复合材料压缩回复性能和耐磨性能的影响。结果表明,复合材料的压缩回复性能在POB质量分数为20%时达到最优;与纯PTFE相比,PTFE/POB共混材料的压缩率降低了58.93%,回复率提高了24.72%;加入POB后,PTFE/POB共混材料摩擦系数随POB含量的增加有所上升,但磨痕宽度、磨损体积和磨损率随POB含量的增加而大幅度减小;当POB质量分数为20%时,与纯PTFE相比,共混材料的磨痕宽度、磨损体积和磨损率分别降低了78.1%,98.8%和98.6%。     

高回弹低磨损食品级PTFE密封材料研制

以硫酸钡为基本填料制备食品级聚四氟乙烯(PTFE)密封材料,考察硫酸钡含量对PTFE密封材料力学和摩擦磨损性能的影响,然后采用钛铬黄与硫酸钡协同改性PTFE密封材料,研究了协同改性的效果。结果表明,随硫酸钡含量的增加,硫酸钡填充PTFE密封材料的硬度、压缩强度和摩擦系数提高,拉伸强度、断裂伸长率和体积磨损率降低;当硫酸钡质量分数为20%时,随钛铬黄含量的增加,PTFE密封材料的压缩强度略有提高,拉伸强度和断裂伸长率总体上先上升后降低,体积磨损率和安装回弹率降低,对磨损伤宽度略有增加,硬度和摩擦系数基本无变化,当钛铬黄质量分数为2%时,密封材料的拉伸性能最高,安装回弹率在85%左右;当PTFE基体树脂含量相同时,相对于单一硫酸钡填充的密封材料,钛铬黄与硫酸钡协同改性的密封材料的拉伸和压缩性能及安装回弹率较高,而体积磨损率和对磨损伤宽度均较低。将质量分数为2%的钛铬黄与20%的硫酸钡协同改性的PTFE密封材料制成食品用密封产品,经实际生产验证,其使用寿命可达10 000 h。     

酸性溶液中PTW增强PTFE复合材料的耐蚀性和摩擦磨损性能

分别研究了不同含量钛酸钾晶须(PTW)、碳纤(CF)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料在硫酸溶液中和干摩擦条件下摩擦学性能以及酸中的耐蚀性能,借助SEM等分析探讨了相关机理。结果表明,酸中纯PTFE耐磨性较干摩擦条件下提高了2个数量级,摩擦系数也只有干摩擦的15.3%。与CF/PTFE相比,PTW/PTFE复合材料在酸中显示更好的耐蚀和耐磨性能。PTW可以进一步提高PTFE酸中耐磨性能、降低摩擦系数。含15%（质量）PTW时复合材料具有最低的磨损率,此时比纯PTFE酸中耐磨性提高13.8倍,是相同含量CF/PTFE耐磨性的3.2倍。由于酸溶液的冷却和润滑作用,复合材料的摩擦系数与干条件相比明显降低。然而,酸溶液阻止了转移膜的形成。不管是干摩擦还是在酸性溶液中,当填料含量超过15%（质量）时,犁削和磨粒磨损是PTFE复合材料的主要磨损机理。     

不同纳米材料填充聚四氟乙烯复合材料的力学性能研究

对不同纳米材料Si3N4、SiC、石墨、碳纳米管(CNTs)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料进行了拉伸和硬度试验,观察了复合材料拉伸断面的微观结构。结果表明:几种填料均能不同程度地提高PTFE的硬度。不同填料对PTFE拉伸性能的影响不同,纳米SiC填充PTFE有较好的拉伸性能,碳纳米管的加入会使PTFE拉伸强度和断裂伸长率降幅较大,其复合材料呈脆性破坏。纳米SiC在PTFE基体中有较好的分散性,其与PTFE基体界面结合较好,而纳米Si3N4在PTFE中分散性不好,纳米石墨和碳纳米管与PTFE基体的界面结合不好。当SiC的质量分数为3%时,其综合性能最佳。     

新型叶片密炼机对PP/MWNT纳米复合材料性能的影响

利用基于体积拉伸流变的叶片密炼机制备聚丙烯(PP)/多壁碳纳米管(MWNT)纳米复合材料,探究体积拉伸流场下,PP/MWNT复合材料中碳纳米管的质量分数以及叶片转子轴转速对复合材料力学性能和热稳定性以及结晶的影响。结果表明,体积拉伸流场作用下,拉伸强度和拉伸模量随MWNT质量分数的增加呈先增大后减小的趋势,随叶片转子轴转速的升高而增大;冲击强度随MWNT质量分数的增加先增加后急剧减小,在MWNT质量分数为1%左右达到最大值;复合材料的冲击强度随叶片转子轴转速升高有所提高;MWNT的加入可以提高PP/MWNT复合材料的热稳定性和结晶峰温,且均随MWNT质量分数以及叶片转子轴转速的提高而提高。     

丁腈橡胶/铌镁锆钛酸铅/碳纤维复合材料的介电性能和压电性能

以丁腈橡胶(NBR)为基体,铌镁锆钛酸铅(PMN)粉体为分散相,碳纤维(CF)为导电填料,制备了压电复合材料,研究了复合材料的压电性能及介电性能。结果表明,80%以上PMN粒子的粒径为0.5~2.0μm,填充密度约为6.6g/cm3;当填充CF体积分数小于5%时,复合材料的击穿电压受填充CF用量的变化影响不大,当填充CF体积分数达到10%时,复合材料的击穿电压下降到未填充CF复合材料的1/3~1/2,填充CF最佳体积分数为5%;当填充PMN体积分数增至40%后,复合材料的纵向压电应变常数(d33)随PMN用量的增加而增大;适当地延长极化时间和增加极化电压有利于提高d33,最佳极化电压为7kV/mm,最佳极化时间为25min;复合材料的介电常数(ε)随填充PMN用量的增加而增大;当CF用量为0时,复合材料的ε与介电损耗(tanδ)的变化趋势相反;当填充CF体积分数为5%时,复合材料不但具有较高的ε,而且具有较高的tanδ。     

纳米填充环氧树脂/玻璃纤维复合材料的摩擦磨损性能研究

分别将纳米三氧化二铝（Al2O3）、纳米二氧化钛（TiO2）、纳米二氧化硅（SiO2）颗粒和碳纳米管(CNTs)填充到环氧树脂(EP)/玻璃纤维(GF)复合材料中,制备了纳米填充EP/GF复合材料,GF的体积含量为30 %。用环块摩擦试验机研究了纳米填充物对EP/GF复合材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明,1.0 %（质量分数,下同）的CNTs能够较大幅度地降低复合材料的摩擦因数和磨损率,而纳米Al2O3、纳米TiO2和纳米SiO2颗粒可以明显提高复合材料的耐磨损性能。     

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。     

纳米AlN填充PTFE复合材料的摩擦性能研究

以纳米氮化铝（削N）为填料制备了聚四氟乙烯（PTFE）复合材料，研究了该复合材料在干摩擦条件下与不锈钢对摩时的摩擦磨损行为．结果表明：纳米AlN填充FIFE基复合材料的耐磨性能明显优于纯PTFE。不同用量纳米AlN填充PTFE复合材料的摩擦系数最多上升16．5％，而耐磨性最多却能提高150倍，当纳米AlN用量为5％，FIFE复合材料的耐磨性最好。SEM观察发现：纯PTFE的磨损表面上分布着大量的带状结构，有明显的犁削和粘着磨损的痕迹。当复合材料中纳米AlN用量较低时，复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的黏着磨损，但当复合填料中纳米AlN用量较高时，复合材料的磨损机制主要表现不同程度的黏着磨损和磨粒磨损，同时其复合材料的摩擦磨损性能出现了恶化现象。     

PTFE填充PI基复合材料摩擦学性能

以聚四氟乙烯(PTFE)为填料,聚酰亚胺(PI)为基体,通过机械冷压法制备了聚酰亚胺/聚四氟乙烯(PI/PTFE)自润滑复合材料。研究了PTFE在复合材料中质量分数对该材料和金属试件对磨时摩擦学性能的影响。结果表明:在一定质量范围内PTFE的加入对于提高复合材料耐磨性具有积极的促进作用。当PTFE质量分数为30%时,PI/PTFE复合材料磨损率最低。和纯PI相比,填充PTFE的复合材料耐磨性提高3个数量级。对试件磨损形貌的分析表明:在对偶面形成转移膜的连续性直接影响PI/PTFE复合材料的摩擦磨损行为。对应最佳摩擦学性能时形成的自润滑转移膜更加连续、光滑和完整。     

耐磨损滑石填充PTFE复合材料的制备及性能研究

以滑石粉为填料制备滑石粉/聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了滑石粉用量对复合材料密度、硬度、摩擦磨损及热力学性能影响。结果表明,当滑石粉质量分数从0%增加到20%时,复合材料的硬度、密度逐渐增加;滑石粉能显著增加复合材料耐磨性能。当滑石粉质量分数为20%时,复合材料磨耗量仅相当于纯PTFE的1/2 000(磨损条件为200 N,2 h,200 r/min);复合材料的结晶度随滑石粉填充量的增加先下降后升高,当滑石粉质量分数为20%时,复合材料的结晶度为三者中最高,比纯PTFE提高了17%。     

轴瓦用C/C-SiC复合材料的摩擦磨损性能研究

本文通过液相气化热梯度法结合反应熔渗法制备出C/C-SiC复合材料,并通过环块摩擦磨损实验考察了在水润滑条件下不同载荷对其摩擦磨损特性的影响。实验在结果表明:C/C-SiC复合材料主要由碳纤维、碳纤维周围深色相PyC、灰暗相SiC相和灰白相Si组成。在水润滑条件下,C/C-SiC复合材料的摩擦系数较低,并随着载荷的增加而增大。当载荷从100N增加到400N时,摩擦系数从0.06增大到0.17左右。当载荷小于200N时,C/C-SiC复合材料的磨损率变化不明显;当载荷大于200N时,其磨损率随载荷的增加而显著增大。载荷较高时,C/C-SiC复合材料的磨损形式主要为磨粒磨损,材料表面磨损是磨粒的犁削作用和应力疲劳作用的共同结果。     

PA/CNTs复合材料的电性能研究

采用共沉淀法制备了尼龙6(PA6)/碳纳米管(CNTs)复合材料,研究了该复合材料的电性能。结果表明,CNTs的质量分数为5%时,复合材料的电导率由纯PA6的1×10-15S/cm提高到2.1×10-5S/cm,比纯PA6提高了10个数量级;CNTs的质量分数为15%时,复合材料的电导率为0.13S/cm,比纯PA6提高了14个数量级。在所研究的温度范围内,该复合材料表现出负电阻温度系数效应。当CNTs的质量分数为15%时,复合材料的伏安特性曲线非线性明显,符合半导体特性。     

聚氨酯/碳纳米管功能复合材料的电学性能研究

采用溶液共混法制备了聚氨酯(PUR)/碳纳米管(CNTs)功能复合材料,并分别利用磁力分散和超声分散方法对CNTs进行分散,探讨了CNTs含量对PUR/CNTs复合材料电学性能的影响。结果表明,利用超声分散方法比磁力分散方法获得的CNTs在基体中的分散效果更好,并且随着超声分散时间的延长,分散效果越好;当分散时间为2 h、CNTs的质量分数为5%时,PUR/CNTs复合材料的体积电阻率趋于稳定,可以降到50 MΩ.cm,比纯PUR的体积电阻率下降了6个数量级。     

聚四氟乙烯/纳米氮化钛复合材料的摩擦磨损性能研究

利用摩擦磨损试验机考察了填料含量及载荷对纳米氮化钛(TiN)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌,探讨了磨损机理。结果表明,纳米TiN可以提高PTFE的硬度和耐磨性,当纳米TiN质量分数为7%时,PTFE纳米TiN复合材料的磨损量最小;随载荷的增大,PTFE/TiN复合材料的磨损量增加。PTFE纳米TiN复合材料的摩擦因数比纯PTFE小。     

连续玄武岩纤维平纹布增强碳纳米管改性酚醛树脂复合材料的研究

采用碳纳米管(CNTs)对S-157树脂基体进行改性,同时研究了不同分散工艺和CNTs质量分数(质量含量)对复合材料力学性能和烧蚀性能的影响。研究结果表明:使用CNTs对S-157酚醛树脂进行改性,采用球磨分散和超声分散相结合的分散工艺,可以明显提高CNTs/CBFTC/S-157PR复合材料的力学性能,但其烧蚀性能略有降低;当CNTs质量分数为0.5%时,CNTs/CBFTC/S-157PR的弯曲强度和压缩强度最大;当CNTs质量分数为1.5%时,CNTs/CBFTC/S-157PR的拉伸强度最大。