改性纳米Si_3N_4/环氧树脂复合材料的摩擦磨损特性

研究纳米氮化硅粒子(Si3N4)填充环氧树脂复合材料的滑动干摩擦磨损特性,着重探讨纳米粒子表面接枝共聚改性、粒子含量对复合材料摩擦磨损性能的影响。通过对复合材料磨损表面的粗糙度及形貌分析探讨复合材料的磨损机理。结果表明,纳米氮化硅粒子能在很低的含量下(0.18%(体积分数,下同))显著提高环氧树脂的耐磨性、并降低其摩擦系数,而经过接枝共聚改性的纳米Si3N4粒子填充的复合材料的上述性能改善更为明显,耐磨性比Si3N4/EP提高3倍,摩擦系数降低20%。这说明,在Si3N4纳米粒子表面进行接枝共聚后,有利于加强粒子与基体的界面结合,从而改善复合材料的摩擦学性能。     

纳米SiO2填充短炭纤维/环氧复合材料的摩擦磨损性能

研究了纳米SiO2填充短炭纤维/环氧复合材料的摩擦磨损性能。为了提高纳米粒子的分散性,对其进行了表面接枝改性。用磨损试验机评价了复合材料的摩擦学性能,发现当纳米粒子质量分数为5%,纤维质量分数为10%时,复合材料具有最低的摩擦系数和比磨损率。用扫描电镜观察了磨损面的形貌,研究了各种材料在相同条件下被硝酸刻蚀的程度,并用...     

纳米SiO2对聚醚砜酮复合材料摩擦学性能的影响

在MM-2000型摩擦磨损试验机上考察了不同载荷和速度下纳米SiO2含量对聚醚砜酮（PPESK）复合材料摩擦磨损性能的影响，并利用扫描电子显微镜（SEM）观察分析PPESK及纳米SiO2/PPESK复合材料磨损表面形貌及磨损机理，结果表明：纳米SiO2不但可以提高PPESK的耐磨性，而且还有较好的减摩作用，在本研究的试验条件下，当纳米SiO2的质量分数为25%时，填充PPESK复合材料具有最佳摩擦学性能。随着载荷的增大，填充PPESK的摩擦系数降低，填料含量在20%质量分数以下时随载荷增大其耐磨性提高较明显，而填料含量超过20%质量分数时载荷对复合材料耐磨性的影响不大。     

颗粒填充环氧复合材料的摩擦学性能研究进展

阐述了近年来颗粒填充环氧树脂复合材料摩擦学性能方面的研究进展。分析了填充颗粒的种类、尺寸、含量及颗粒表面改性对填充环氧树脂复合材料摩擦学性能的影响;讨论了载荷、滑动速率及温度等摩擦外在条件对其摩擦学性能的影响规律;探讨了目前颗粒填充环氧复合材料摩擦磨损机理的研究现状,指出了计算机模拟仿真技术将是颗粒填充环氧复合材料摩擦磨损性能未来研究的重要方向。     

混杂填料增强PTFE复合材料的摩擦磨损性能

利用M-2000型摩擦磨损试验机考察了载荷以及纳米TiO2/SiO2与玻璃纤维的混合填料对PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损后的表面形貌.结果表明:纳米材料与玻璃纤维的协同作用显著改善了材料的摩擦磨损性能,其中纳米TiO2与玻纤填充复合材料的耐磨性较好,磨损量降低了2～3个数量级,其磨损机制是低载荷下为磨粒磨损.高载荷下为疲劳磨损;纳米SiO2与玻纤填充复合材料的摩擦系数与PTFE相近,磨损机制是低载荷下为磨粒磨损,高载荷下为粘着磨损和表面微犁削磨损.     

PTFE及纳米粒子改性环氧树脂基聚酯织物增强复合材料的拉伸及摩擦学性能

为了研究填料(纳米粒子和PTFE)对聚酯织物增强复合材料的拉伸及摩擦学性能(轴向及偏轴方向)的影响,使用手糊成型的方法制备了四种环氧树脂基聚酯织物增强复合材料.根据拉伸应力-应变曲线和断口形貌图讨论了拉伸断裂机理.使用环-块式结构的Amsler摩擦磨损试验机测试织物增强复合材料的摩擦学性能.结果表明:对于纯环氧树脂/织物增强复合材料来说,聚酯织物在整个织物增强复合材料的拉伸和摩擦磨损测试中起到了主要的抗拉和耐磨作用;但当在环氧树脂中加入填料后,环氧树脂基体在抗拉和耐磨性方面起到了越来越重要的作用.拉伸性能的提高是由于纤维-基体间界面的改善;由于填料具有优异的摩擦磨损性能,从而使织物增强复合材料的摩擦学性能得到了提高;并且纳米粒子和PTFE对于织物复合材料性能的提高起到了协同的作用.织物增强复合材料偏轴方向的拉伸性能和摩擦学性能与其在轴向的拉伸性能和摩擦学性能不同.     

PTFE及纳米粒子改性环氧树脂基聚酯织物增强复合材料的拉伸及摩擦学性能EI

为了研究填料(纳米粒子和PTFE)对聚酯织物增强复合材料的拉伸及摩擦学性能(轴向及偏轴方向)的影响,使用手糊成型的方法制备了四种环氧树脂基聚酯织物增强复合材料.根据拉伸应力-应变曲线和断口形貌图讨论了拉伸断裂机理.使用环-块式结构的Amsler摩擦磨损试验机测试织物增强复合材料的摩擦学性能.结果表明:对于纯环氧树脂/织物增强复合材料来说,聚酯织物在整个织物增强复合材料的拉伸和摩擦磨损测试中起到了主要的抗拉和耐磨作用;但当在环氧树脂中加入填料后,环氧树脂基体在抗拉和耐磨性方面起到了越来越重要的作用.拉伸性能的提高是由于纤维-基体间界面的改善;由于填料具有优异的摩擦磨损性能,从而使织物增强复合材料的摩擦学性能得到了提高;并且纳米粒子和PTFE对于织物复合材料性能的提高起到了协同的作用.织物增强复合材料偏轴方向的拉伸性能和摩擦学性能与其在轴向的拉伸性能和摩擦学性能不同.     

碳黑、微珠粉填充UHMWPE摩擦学性能研究

比较了碳黑、微珠粉填充UHMWPE复合材料摩擦学行为,用MM-200型摩擦磨损试验机考察了载荷及对摩偶件粒度对碳黑、微珠粉填充UHMWPE复合材料摩擦磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌并分析了磨损机理.结果表明:碳黑可以提高UHMWPE抗磨损的性能,其耐磨性比纯UHMWPE好;而微珠粉填充UHMWPE的耐磨性比纯UHMWPE差,两种材料填充的UHMWPE磨损量随着载荷的增大而加大;对摩偶件的粒度对两种材料填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能影响较大,偶件表面粒度增大,它们磨损量显著增大.两种材料填充UHMWPE复合材料的摩擦系数相近,且较纯UHMWPE的摩擦系数大,特别是载荷增大和对摩偶件粒度增大时,UHMWPE复合材料的摩擦系数急剧增大.     

不同纳米粒子填充PA6/GF复合材料摩擦磨损性能

利用MM-200型摩擦磨损试验机考察了载荷及不同纳米粒子与玻璃纤维混合填料对PA6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及磨损机理。结果表明:纳米材料与玻璃纤维的协同作用显著改善了材料的摩擦磨损性能,其中纳米Si3N4与玻璃纤维混杂填充的PA6复合材料的耐磨性最佳;纳米SiO2与玻璃纤维混杂填充的PA6复合材料的摩擦性能最佳。     

纳米TiO2填充聚醚砜酮复合材料的摩擦学性能

采用热压成型的方法制备了纳米TiO2填充聚醚砜酮(PPESK)复合材料，在MM—2000摩擦磨损试验机上考察了干摩擦条件下纳米TiO2含量以及试验载荷对复合材料摩擦磨损性能的影响，并利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析PPESK及纳米TiO2／PPESK复合材料磨损表面形貌及磨损机理。结果表明，添加少量纳米TiO2即可以明显提高PPESK的耐磨性，当纳米TiO2含量超过2．5％(体积)时，其耐磨性随填料含量变化不明显，载荷对纳米TiO2填充PPESK复合材料磨损率的影响不大。在低含量时(＜2．5％)，纳米TiO2具有减摩效果，高含量时反而比未填充时大；随量载荷的增加，填充PPESK的摩擦系数显著降低。     

Tribological properties of surface modified nano-alumina/epoxy composites

Nano-sized Al₂O₃ particles grafted with polystyrene or polyarcrylamide were employed as fillers for fabricating epoxy based composites. Curing habit, mechanical properties and tribological performance revealed by sliding wear tests of the composites were investigated. The experimental results indicated that the nanoparticles accelerate curing of epoxy, increase composites' impact strength and decrease wear rate and frictional coefficient of the composites. The surface modification by means of grafting polymerization can further enhance the properties improvement of epoxy due to the increased filler/matrix interfacial interaction. Compared to frictional coefficient, wear rate of epoxy can be decreased more remarkably by the addition of nano-alumina when rubbing against steel. The wear mode changes from severe peeling off of unfilled epoxy to mild micro-ploughing in the case of nano-alumina filled composites.     

SiC颗粒增强铝基复合材料/半金属材料干摩擦磨损特性

采用自制的销盘式摩擦磨损试验机研究了三种颗粒增强铝基复合材料及灰铸铁(HT250)与半金属摩擦材料配副的干摩擦磨损性能。结果表明:在试验条件下,复合材料的耐磨性能高于灰铸铁(HT250),其中复合材料Al-10%Si/30%SiC(14μm)的平均磨损率小于灰铸铁的三分之一;复合材料的摩擦系数与HT250相当。而且从摩擦系数稳定性和摩擦系数达到最大值所需的时间来考察,复合材料的性能优于HT250。结果表明,颗粒增强铝基复合材料可以取代HT250,用于汽车刹车盘类摩阻件,使其使用寿命大幅度提高。     

纳米SiC和微米SiC填充聚醚醚酮的磨损机理研究

利用热压法分别以纳米ＳｉＣ和微米ＳｉＣ作为填产制取了两类不同ＳｉＣ填充的聚醚醚酮复合材料，并对它们在干摩擦条件下的摩擦磨损性能进行了研究，同时还用扫描电子显微镜对摩擦表面形貌进行了观察，进而对材料的磨损机理作了分析与讨论。研究结果表明，１０％（ｗｔ）纳米ＳｉＣ作为填料能有效的改善其填充聚醚醚酮的摩擦磨损性能，而相同含量的微米ＳｉＣ作为填为只能使其填充聚醚醚酮的耐磨性能有所改善，但没有减摩效果。微米     

SiC 和Gr 颗粒混杂增强Al 基复合材料的摩擦磨损特性的研究

比较了SiC 和Gr 颗粒混杂增强Al 基复合材料的干摩擦磨损行为, 并与单一SiC_P 和单一G_rP 增强Al 基复合材料的相应行为进行了比较。结果表明, 在低载荷(< 30 N ) 时, SiC_P 和G_rP 能协调作用, 使混杂复合材料的摩擦系数和磨损率均比单一SiC_P 和G_rP 增强复合材料低。在较高载荷(30～ 120 N ) 时, 混杂复合材料磨损以剥层磨损机制为主, 摩擦系数比单一SiC_P 增强复合材料低, 磨损率比单一G_rP 增强复合材料低得多, 比单一SiC_P 增强复合材料高。混杂复合材料对偶件的磨损比单一SiC_P 增强复合材料低得多。      

C/SiC摩擦材料的制备及摩擦磨损性能

通过化学气相渗透法(CVI)结合反应熔体浸渗法(RMI)制备了低成本、高性能的C/SiC飞机摩擦材料, 并模拟飞机正常着陆条件进行了摩擦磨损实验. 实验结果表明: C/SiC是比C/C更优的飞机摩擦材料, 具有动、静摩擦系数高(分别为0.34、0.41), 湿态几乎无衰减(约2.9%), 磨损小(约1.9μm/次), 摩擦性能稳定等特点. 并采用金相显微镜、扫描电镜等对C/SiC摩擦材料的摩擦面以及磨屑形貌进行了观察, 并对其磨损机理进行了探索. 结果表明, 磨损机理以磨粒磨损为主, 同时由于垂直于摩擦面的纤维束增强了其层间抗剪切能力, 从而提高了其抗磨损性能.     

陶瓷颗粒填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MHK－500型坏－块磨损试验机,对陶瓷颗粒SiC,Si3N4,BN和B2O3填充的聚四氟乙烯（PTFE）复合材料在干摩擦条件下与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了较为系统的研究,并利用扫描电子显微镜（SEM）和光学显微镜对PTEF复合材料的摩察表现进行了观察,结果表明,添加B2O3降低了PTEF的摩擦系数,而添加SiC,Si3N4及BN则增大了PTFE的摩擦系数,但是,SiC,Si3N4,BN和B2O3均可将PTFE的磨损量降低1－2个数量级,其中以Si3N4的减磨效果最好,B2O3的减磨效果最差。     

连续制动条件下泡沫陶瓷/金属双连续相复合材料的摩擦磨损性能EI北大核心CSCD

为解决履带式特种车辆机械制动器过热失效问题,采用挤压铸造法制备SiC/Cu和SiC/Fe双连续相复合材料,研究两种材料在连续紧急制动工况和连续高温制动工况下的摩擦磨损性能。结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、三维形貌仪等手段分析摩擦因数、温度和磨损率的变化规律,揭示相应的磨损机理。结果表明:在连续紧急制动实验中,接触表面经历了摩擦膜形成和层间断裂过程,摩擦因数随接合次数增加略微下降,并趋于稳定。在前40次接合中,SiC/Cu和SiC/Fe摩擦副的磨损率整体下降。在40~60次接合中,SiC/Cu摩擦副黏着磨损、氧化磨损和疲劳磨损加剧,磨损率升高。而SiC/Fe摩擦副以磨粒磨损为主,磨损率较低。在连续高温制动实验中,摩擦因数在前6次接合中逐渐升高,制动时间逐渐缩短。在第6次接合后,摩擦副边缘区域出现的黏着磨损和疲劳磨损导致力矩下降,摩擦因数和制动时间均呈先降后升趋势。连续高温制动过程中以严重的黏着磨损为主,SiC/Cu和SiC/Fe摩擦副的磨损率均随接合次数增加而升高。     

稀土处理玻璃纤维填充PTFE复合材料的滑动磨损性能

研究了不同玻璃纤维表面处理对PTFE复合材料在干摩擦条件下滑动磨损性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)分析了磨损机理。结果表明:在干摩擦条件下,经表面处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的摩擦系数和摩擦表面温度比未经处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的低,且减磨性能优于未经处理的;而稀土处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的摩擦系数和摩擦表面温度最低,减磨性能最好;未经处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料和偶联剂处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料都发生了剧烈的粘着转移;偶联剂与稀土处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的磨损机理主要是明显的磨粒磨损;稀土处理玻璃纤维填充PTFE复合材料的磨损形式主要是粘着转移和轻微的磨粒磨损。     

The preparation and the friction and wear behaviours of TiO2/CNT/PI composite film

Recently, the tribological properties of polyimide composites filled with TiO₂ nanoparticles and short pitch-based carbon nanotubes (CNTs) were investigated. Sliding tests were performed on a co-rotating twin-screw extruder under different temperatures and regular pressure and speed. It was found that the composite with 4 wt% TiO₂ and 6 wt% CNT could reduce the frictional coefficient and wear rate in the most effective way. Compared to the conventional hybrid composites up to now, the above composite was characterised by relatively lower filler content, which would reduce the manufacturing cost. Therefore, it could be largely processed in practice. Increased surface hardness, lubricating effect of the sheet-like wear debris reinforced by TiO₂ and rapidly formed transfer film were believed to be the key issues accounting for the obvious wear-resisting and friction-reducing behaviours.