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。     

聚四氟乙烯高温蠕变性能表征方法的研究

采用自制的高温蠕变仪来测试聚四氟乙烯( PTFE)材料的高温压缩蠕变行为。以6 mm x 6 mm x 50.8 mm的纯PTFE试样为例,在250℃, 5.226 kg载荷的环境中进行测试。结果表明:表征材料高温蠕变性能的要素主要有试验温度、载荷应力、最后的应变及试样具体的蠕变曲线。并通过计算得出试样所受应力为1.452 MPa.蠕变量为0.56 mm,应变为0.011。最后,通过自制的高温蠕变仪绘制出PTFE的蠕变曲线,该曲线与典型蠕变曲线基本吻合。     

密封用PTFE复合材料的压缩蠕变性能

采用碳粉/石墨、青铜粉、玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)、聚苯酯(POB)等改性材料改性聚四氟乙烯(PTFE),通过冷压、烧结的方式制得改性PTFE复合材料,研究了载荷、温度等环境条件对不同改性PTFE复合材料压缩蠕变的影响,通过退火进一步改善复合材料的抗蠕变性能,研究了退火温度对复合材料压缩蠕变及力学和摩擦磨损性能的影响。结果表明,各改性材料均能降低PTFE的压缩蠕变量,其中碳粉/石墨改性的PTFE复合材料压缩蠕变量最小,其次为青铜粉改性的复合材料,其余依次为GF,POB和CF改性的复合材料;改性PTFE复合材料的压缩蠕变量随着载荷和温度的增加明显增大,碳粉/石墨改性的PTFE复合材料蠕变受载荷增加的影响最小,且高温(150℃)下的压缩蠕变量最小。在150～300℃下对改性PTFE复合材料进行退火处理,可使其压缩蠕变量减少20%～40%,最佳的退火温度为300℃,在此温度下进行退火对复合材料力学和摩擦磨损性能影响不大。     

纳米SiC及其与石墨、二硫化钼填充PTFE基复合材料摩擦磨损性能研究

用摩擦磨损试验机对纳米碳化硅（SiC）及其与石墨、二硫化钼（MoS2）混合填充聚四氟乙烯（PTFE）复合材料在干摩擦条件下与45#钢对磨时摩擦磨损性能进行了研究,用洛氏硬度计对PTFE及其复合材料的硬度进行了测量,用扫描电子显微镜对PTFE复合材料磨损表面进行了观察。结果表明,纳米SiC的加入能提高PTFE复合材料的硬度和耐磨性,纳米SiC与MoS2混合填充会使PTFE复合材料的耐磨性提高更多,特别是在载荷增大时其耐磨效果更好。纳米SiC填充PTFE复合材料的摩擦因数比纯PTFE大,且随载荷增加有所减小, MoS2、石墨的加入可降低PTFE的摩擦因数。     

小冲杆蠕变试验微试样的应变分析

在假设以弹塑性薄膜变形分析所获得的试样中心挠度与非蠕变中心应变之间的关系近似等于蠕变时试样中心挠度与中心蠕变应变之间的关系的基础上 ,使用塑性薄膜伸张变形模型模拟小冲杆试样的蠕变变形过程 ,设计了以小冲杆试验实测中心挠度数据估算试样中心蠕变应变以至材料蠕变性能的方法 ,并具体推导得到了特定小冲杆试验装置和试样尺寸对应的蠕变应变工程估算方程     

PPS/MoS_2/PTFE密封材料的制备及性能研究

采用模压烧结工艺制备了质量分数5%~25%的聚苯硫醚(PPS)和5%的二硫化钼(MoS_2)填充聚四氟乙烯(PTFE)密封材料,并探讨了PPS含量对PPS/MoS_2/PTFE密封材料的维氏硬度、压缩回弹性能及蠕变松弛性能等的影响。结果表明,PPS含量的不同对PPS/MoS_2/PTFE密封材料的性能具有显著影响。随着PPS填充量的增加,PPS/MoS_2/PTFE密封材料的维氏硬度逐渐增大,压缩率逐渐降低,回弹率逐渐升高,且当PPS质量分数为5%~10%时,PPS/MoS_2/PTFE密封材料的抗蠕变松弛性能最佳。     

碳纳米管改性PTFE复合材料摩擦磨损性能

以强酸氧化后不同含量的碳纳米管(CNTs)为填料制备了聚四氟乙烯(PTFE)/CNTs复合材料,研究其摩擦磨损情况。结果表明:CNTs填充质量分数为0,1%,3%,5%,7%时,PTFE/CNTs复合材料的摩擦系数随转速的增大而增大;20,40,60,80 r/min转速下,复合材料摩擦系数随碳纳米管填充质量分数的增加先增大后减小,当填充量为5%时,各转速下的摩擦系数均达到最大值。三维视频显微镜观察样品的表面磨痕深度并计算试样平均体积磨损率,发现填充CNTs可显著降低复合材料体积磨损率,当填充量大于5%后,复合材料体积磨损率增大。扫描电子显微镜观察发现:CNTs质量分数小于5%时,CNTs有效抑制PTFE的犁削,这种抑制作用随CNTs质量分数增大而增大,当质量分数为7%时,PTFE/CNTs复合材料犁削加剧,其原因为CNTs发生团聚,对PTFE分子链的约束作用弱化,使得分子链被拉出结晶区域。     

压缩条件下发泡聚苯乙烯蠕变本构关系及有限元分析

为提高应用发泡聚苯乙烯（EPS）工程的长期稳定性，对EPS的蠕变性能进行了试验分析。试验中EPS试件随着密度变小压缩蠕变量的增大幅度逐渐变大，从密度为30．9kg／m^3时的蠕变应变0．8％增加到20．5kg／m^3时的4．9％；随着恒定荷载的增加相同时间所对应的蠕变变形量增大，从荷载40kPa时的应变0．5％增加到80kPa时的3．7％。在试验结果的基础上提出了EPS块体的压缩蠕变本构关系。采用有限元软件对EPS块体的蠕变模型进行分析。两者同现场实测的EPS板蠕变结果进行了比较，三者图形趋势较为一致，说明用该本构模型预测EPS块体的蠕变性能是可行的。     

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。     

针状硅灰石填充PTFE密封材料的性能

以针状的硅灰石为填料,采用冷压烧结工艺制备了不同填料含量的聚四氟乙烯(PTFE)密封材料,考察了PTFE的拉伸、结晶、蠕变及摩擦性能,并借助扫描电子显微镜(SEM)、三维白光干涉表面形貌仪对样品的微观形貌进行了分析。结果表明:硅灰石的加入使得PTFE的结晶度和熔点有轻微的上升;随着硅灰石含量的增加,PTFE的拉伸强度和断裂伸长率逐渐下降,但抗蠕变性能显著提升;在摩擦过程中,硅灰石在磨痕界面区域堆积,有效承担了摩擦载荷,使得PTFE的体积磨损率降低了约两个数量级,但同时硅灰石也使磨痕的表面粗糙度明显变大,摩擦系数也因此增大。当硅灰石质量分数为15%时,PTFE的拉伸强度为48MPa,断裂伸长率为275%,蠕变量比纯PTFE降低约50%,耐磨性比纯PTFE提高两个数量级,且摩擦系数低至0.24,综合性能较好。     

混杂填料增强聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能研究

采用MM-200型摩擦磨损试验机对纳米SiC、MoS2和石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料在干摩擦条件下与45#钢对摩时的摩擦磨损性能进行了研究,探讨了MoS2、石墨及纳米SiC的协同效应。认为纳米SiC的加入大大提高了复合材料的承载能力,石墨、MoS2的加入减少PTFE复合材料的摩擦因数。利用扫描电子显微镜(SEM)对PTFE复合材料的摩擦面进行了观察。结果表明:实验中5%nano-SiC和3%MoS2填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能最好,且在高载荷下的摩擦磨损性能尤为突出,具有一定的应用价值。     

聚四氟乙烯/聚苯酯共混物的蠕变及结晶性能研究

采用塑料材料压缩蠕变测试仪分析了聚四氟乙烯/聚苯酯(PTFE/POB)共混物的高温压缩蠕变性能,研究了共混物的压缩回复性能,通过差示扫描量热仪分析了共混物的结晶性能,并探讨了POB含量对共混物蠕变性能和结晶性能的影响。结果表明,随着POB含量的增加,共混物的耐蠕变性能呈现先增大后减小的趋势;加入POB后,共混物结晶度增大,在POB含量为20%时出现峰值,结晶速率随POB含量的增加而增大。     

轮胎帘线的表征和帘线热力学性能对轮胎的影响(二)

(续上期)2.3热收缩对蠕变性能的影响图6和图7显示PET1300/3和尼龙840/2帘线的蠕变试验结果——蠕变柔量与时间的关系。在这两个图中的蠕变柔量定义如下式:C=εtσ-0ε0(1)式中,εt是在时间t的总应变;ε0是在时间t=0的瞬时应变;σ0是在蠕变试验中施加的恒定应力。两图表明蠕变柔量随预处理温度升高而提高;或者用另一种方式表达,柔量随帘线的热收缩量增加而增大。尼龙帘线具有比PET帘线低得多的柔量。虽然蠕变性能主要由纱的分子结构决定,但也受其他热-力学性能影响。尼龙帘线的蠕变性能部分地受两种事实的影响,一是热收缩是可恢复的;二是…     

mLLDPE/LDPE膜制备及蠕变性能的研究

利用农用膜共挤出设备制备了m LLDPE/LDPE膜,并通过自制蠕变仪测定了其蠕变性能。实验结果表明m LLDPE的加入增加了膜的柔性,增加载荷和升高温度都会导致复合膜蠕变增加。针对膜的m LLDPE含量、温度及载荷对膜的蠕变性能的研究,对实际生产有着重要的指导意义。     

不同加载方式下木塑复合材料蠕变性能的研究

主要对木塑复合材料在20℃条件下的蠕变性能进行了探索性研究。试验加载方式设为:20%～40%交变载荷作用下的梯形波加载方式;20%～40%交变载荷作用下的三角波加载方式;10%～70%应力水平下恒定载荷加载方式。结果表明,在试验开始初期,纯蠕变、疲劳-蠕变交互作用、纯疲劳三种不同的损伤失效形式对木塑复合材料弯曲变形增长率的影响不大。在试验进行到中后期,纯蠕变产生的应变增长率>疲劳-蠕变交互作用产生的应变增长率>纯疲劳产生的应变增长率;随着应力水平的增加,材料产生的应变增长率逐渐增加,在60%的应力水平处应变增长率达到了极大值。     

固体润滑剂对芳纶/酚醛树脂复合材料性能的影响

以酚醛树脂为基体,芳纶纤维织物为增强层,采用热压成型工艺制备了芳纶/酚醛树脂复合材料,研究了固体润滑剂PTFE、石墨、MoS2对芳纶/酚醛树脂复合材料力学性能与摩擦性能的影响。研究发现,PTFE、石墨、MoS2均能降低芳纶/酚醛树脂复合材料的力学性能;MoS2对芳纶/酚醛树脂复合材料摩擦因数的影响不大,但能降低磨耗,而PTFE与石墨均能降低摩擦因数与磨耗,并显著增加摩擦稳定性,其中石墨使芳纶/酚醛树脂复合材料的摩擦因数降低25%,磨耗降低两个数量级;SEM分析表明,PTFE与石墨使复合材料由黏着摩损转变为疲劳磨损,而MoS2使复合材料出现磨粒磨损。     

Al2O3f/Mg-6Al-0.5Nd-1Gd复合材料的高温压缩蠕变行为研究

研究了Al_2O_(3f)/Mg-6Al-0.5Nd-1Gd复合材料的高温蠕变行为。结果表明:随着蠕变温度由483K升高到513K,外加应力从60MPa增大到90MPa,复合材料的稳态蠕变速率增加,压缩蠕变性能变差;复合材料的蠕变行为主要受到位错攀移控制;复合材料中由于Al_2O_3短纤维增强相的添加,提高了材料的蠕变表观激活能Q_c和蠕变表观应力指数n;复合材料在载荷恒定时,随着蠕变温度由483K提高到513K,复合材料材料的蠕变门槛应力由57.2MPa降低为32.3MPa。     

环氧树脂胶粘剂及其胶接件对接结构的蠕变性能研究

室温时测定了EP(环氧树脂)胶体试件、EP胶粘剂/不锈钢胶接件(对接结构试件)在不同载荷作用下的单轴蠕变特性,并采用黏弹性多重积分Onaran模型对上述两种试件的蠕变性能进行了模拟。研究结果表明:对接结构试件与EP胶体试件相比,前者的蠕变现象比后者明显;当两者的蠕变行为相差最大时,前者的初始应变、最终应变分别比后者增加了19.92%、17.92%;黏弹性多重积分Onaran模型能很好描述两种试件的蠕变行为,并且该研究结果可作为对接结构疲劳分析等后续研究的基础。     

氧化物杂质对Al2O3陶瓷力学性能与抗蠕变性的影响

采用无压烧结成型工艺,研究了氧化物杂质(碱金属、碱土金属氧化物及SiO2)对Al2O3陶瓷力学性能与抗蠕变性的影响,并利用扫描电子显微镜以及万能试验机表征样品的微观结构和力学性能;提出一种恒压试样的方法评价材料的蠕变性,测试恒压后标准试样的弯曲程度.结果表明:氧化物杂质对Al2O3陶瓷常温力学性能和高温蠕变性影响存在很大差异,常温力学性能方面,除MgO外,所研究的其它氧化物杂质均使材料抗弯强度和断裂韧性有不同程度降低,而MgO能明显提高陶瓷力学性能;另一方面,高温蠕变性受氧化物杂质影响则表现相反,MgO会导致材料抗蠕变性下降,其它氧化物杂质或多或少地提高抗蠕变性能,其中含量为1 mol％ SiO2的Al2O3陶瓷抗蠕变性能明显提高.     

高炉热风炉用低蠕变耐火材料的开发

研究了矾土类型、刚玉种类、莫来石类型以及烧成气氛对Al2O3-SiO2材料蠕变性能的影响,并借助SEM分析了烧后试样的显微结构.结果发现采用杂质含量高的矾土做原料,试样中产生的玻璃相多,且随杂质含量的增多,玻璃相粘度下降,导致试样的抗蠕变性变差;材料的蠕变性能受显微结构影响,牢固的莫来石网络骨架是制备低蠕变耐火材料的关键;氧化气氛适于Al2O3-SiO2制品的烧结.