Ekonol/PEEK复合材料的制备和摩擦学性能

用机械共混-模压法制备了Ekonol／PEEK复合材料，通过摩擦磨损实验方法对材料的摩擦学性能进行了研究，并用SEM对磨损表面进行了观察和分析，在此基础上探讨了复合材料的磨损机理。结果表明：用机械共混-模压法能制得摩擦学性能优良的Ekonol／PEEK复合材料，随着Ekonol含量的增加，复合材料的磨损机理发生了由微切削，剥层，粘着磨损向疲劳磨损的转变。     

基于田口方法的PEEK/AISI 630在海水环境中的磨损敏感性试验研究

海水液压元件摩擦副材料的表面粗糙度、接触载荷、滑动速度等因素对其摩擦磨损性能具有重要影响,而各因素之间又存在着摩擦磨损交互作用。基于田口方法对PEEK/AISI 630摩擦副进行摩擦磨损试验设计,研究了摩擦副的表面粗糙度、接触载荷和滑动速度对其磨损交互性、敏感性的影响。采用极差分析确定3因素在PEEK/AISI 630摩擦学行为中的相互关系和影响主次顺序;利用方差分析得到3因素对摩擦系数、磨损率影响的显著程度和贡献率;最后,对试验数据进行回归分析,从而获得表面粗糙度、接触载荷、滑动速度分别与摩擦系数、体积磨损量之间的经验公式(又称回归方程),并对回归模型进行可靠性分析。     

模拟矿井环境下的PEEK/SiO2/CF-MoS2复合材料摩擦行为研究*

为改善聚醚醚酮（PEEK）在矿井工况下的摩擦性能,选用纳米二氧化硅（SiO2）、二硫化钼（MoS2）和短切碳纤维（CF）为增强填料制备PEEK/SiO2/CF-MoS2复合材料,并探究PEEK/SiO2/CF-MoS2复合材料在不同工况条件下的滑动与滚动摩擦学性能;通过模拟滚轮罐耳在矿井环境下的运行方式,分析其磨损形貌和磨损机制。结果表明：PEEK/SiO2/CF-MoS2复合材料在不同载荷条件下均具有良好的减摩和耐磨特性;滑动摩擦在水介质工况下及滚动摩擦在干摩擦工况下,复合材料的摩擦因数和磨损率最低,其磨损机制均以磨粒磨损为主。与矿井常用的聚氨酯材料的对比,PEEK/SiO2/CF-MoS2复合材料的摩擦学性能更为优异。     

纳米氧化镧和蛇纹石改性PTFE复合材料淡水环境摩擦学性能预测*

以聚四氟乙烯(PTFE)为基体,改性纳米氧化镧(nano-La_2O_3)、改性纳米蛇纹石(nano-serpentine)为添加剂,采用均匀设计法,制备nano-La_2O_3/nano-serpentine/PTFE复合材料。自制水环境模拟装置,设计并进行淡水环境复合材料摩擦学实验。使用Origin软件对实验数据进行曲线拟合,使用SPSS软件进行多元回归分析,得到摩擦学性能回归方程,通过MATLAB解出回归方程摩擦因数和磨损率理论最优解。以复合材料最优理论配比制作试件,进行摩擦学性能对比实验和磨损表面形貌分析。结果表明:复合材料摩擦学性能实验值与回归分析理论结果基本吻合,摩擦因数误差控制在5%以内,磨损率误差控制在10%以内,证明研究所用方法对复合材料摩擦学性能预测具有可行性。     

聚醚醚酮填充聚四氟乙烯摩擦学性能

采用共混-冷压-烧结的工艺制备聚醚醚酮（PEEK）填充聚四氟乙烯（PTFE）复合材料,考察 PEEK 含量对 PTFE /PEEK 复合材料的力学性能和摩擦学性能的影响,用扫描电子显微镜（SEM）观察其磨损表面和对偶表面形貌,并探讨磨损机制。结果表明：复合材料的拉伸强度随着 PEEK 含量的增加而降低,在一定范围内,冲击强度随着PEEK 含量的增加而增大;随着 PEEK 含量的增多,摩擦因数呈现先减小后增大的趋势,体积磨损率则逐渐减小。当PEEK 质量分数为20％时,复合材料耐磨性较纯 PTFE 提高了近700倍,其原因在于 PEEK 的加入改变了磨屑形成机制,并能形成均匀连续的转移膜,进而降低了磨损。     

聚四氟乙烯填充含量对钢背超高分子量聚乙烯纤维织物复合材料摩擦学性能的影响

为改善广泛应用于船舶苛刻环境无油/脂润滑摩擦配副材料的摩擦学性能,将聚四氟乙烯（PTFE）按不同质量分数与钢背超高分子量聚乙烯纤维织物复合材料结合,研究它与45钢盘在变转速环环端面干摩擦状态下的摩擦学特性。对试验过程中摩擦因数及磨损量进行测量,利用表面轮廓仪、扫描电子显微镜与超景深显微镜对复合材料及对磨件磨损表面形貌进行了观察与分析。结果表明：所有填充PTFE的复合材料摩擦学性能均表现优异,随着PTFE含量的增加,复合材料摩擦性能变差,其中1 %（质量分数） PTFE填充复合材料综合摩擦性能最好,在试验工况下主要发生磨粒磨损,PTFE填充量较高的复合材料在高速下由于团聚及摩擦热量积聚主要经历黏着磨损与疲劳磨损。     

PEEK基自润滑复合材料的摩擦学研究和应用

聚醚醚酮(PEEK)基自润滑复合材料具有摩擦因数低、耐磨性好等特点,可以在无润滑、高温、潮湿、污染、腐蚀等恶劣环境下使用。本文综述了对聚醚醚酮(PEEK)基复合材料摩擦学研究的新进展,讨论了纤维增强、无机填充、有机共混改性以及温度、对偶和介质、固体润滑剂等对PEEK基复合材料摩擦学性能的影响,介绍了PEEK基复合材料在人工关节假体材料方面的应用,指出PEEK摩擦复合材料今后的研究方向,以期扩大PEEK复合材料的摩擦学工程应用。     

聚醚醚酮多元复合材料的摩擦学研究

采用模压法制备了PEEK多元复合材料，用环-块磨损实验机对复合材料进行了磨损试验，用SEM方法对复合材料的磨损表面进行了观察和分析，并利用DSC、红外光谱（FTIR）和SEM分析方法对复合材料的磨屑进行了研究，并探讨了复合材料的磨损机制。结果表明：与PEEK相比，复合材料具有优良的摩擦学性能；PEEK复合材料磨屑的熔点比相应模压材料有所降低，且磨屑的熔限比相应的模压材料有所加宽；随着Ekonol含量的增加，复合材料的磨损机制发生了由粘着磨损为主向疲劳磨损为主的转变；通过磨屑形貌分析和对磨损表面的观察与分析所得的关于复合材料的磨损机制的结论是一致的。     

Ekonol/G/MoS_2/PEEK复合材料的磨损机理研究

用模压方法制备了Ekonol/G/MoS2 /PEEK复合材料 ,通过摩擦磨损实验方法对材料的耐磨性能进行了研究 ,并用SEM对磨损表面进行了观察和分析 ,在此基础上探讨了复合材料的磨损机理。结果表明 :与PEEK相比 ,复合材料具有优良的耐磨性能 ;随着Ekonol含量的增加 ,复合材料的磨损机理发生了由粘着磨损向疲劳磨损的转变     

不同载荷下Ekonol/G/MoS2/PEEK复合材料的摩擦学性能

用模压方法制备了Ekonol／G／MoS2／PEEK复合材料,对其在不同载荷下的摩擦学性能进行了研究,并用SEM对磨损表面进行了观察和分析,在此基础上探讨了复合材料的磨损机理。结果表明：复合材料的摩擦因数与载荷的大小无关;随着载荷的增大,复合材料的磨损量增加,耐磨性降低,且磨损机理由粘着磨损向磨粒磨损发生转变。     

Tribological Investigation of MC PA6 Reinforced by Boron Nitride of Single Layer

Monomer casting polyamide 6 (MC PA6)/boron nitride of single layer (SBN) nanocomposites were successfully synthesized by in situ ring-opening polymerization. SBN was prepared by sonication assisted with solution beforehand. Studies on frictional and wear performance of the nanocomposites were carried out on a block-on-ring tester. The results showed that the nanocomposites had lower wear rates and friction coefficients in comparison with neat MC PA6. The incorporation of 0.25 wt% SBN into MC PA6 significantly reduced wear and friction under dry sliding; however, with further increasing the SBN loading, both wear rate and friction coefficient began to increase. The SEM micrographs of the worn surface revealed their friction and wear mechanisms. Pure MCPA6 was characterized by severe lamellar spalling with adhesive wear being the major wear form which caused high friction and wear. The wear modes of the nanocomposites became mainly abrasive wear with lower content of SBN and displayed fatigue wear with higher content of SBN. The morphology of a uniform transfer film on the counterpart ring and fine wear debris for the nanocomposites corresponded to the improved tribological performance.     

低温橡胶密封件摩擦磨损性能试验

橡胶密封件作为阀门产品的重要零部件,橡胶密封件的摩擦磨损性能直接影响其密封性和阀门产品寿命可靠性。针对低温橡胶硫化密封件进行密封力仿真确定,开展相关摩擦磨损试验。在干摩擦与脂润滑条件下,利用摩擦磨损试验机,测试不同摩擦配副之间的摩擦磨损性能,获得接触面表面形貌以及不同橡胶密封副之间的摩擦磨损量。结果表明:性能表现最佳的橡胶材料为氢化丁腈橡胶HNBR5080和耐磨丁腈橡胶A-4-1-J18。实验数据可为后续的阀门产品设计提供技术支撑。     

CR 200J用树脂基摩擦材料的正交试验及多指标加权优选

为制备CR 200J用高耐磨树脂基摩擦材料,采用正交试验法设计不同含量的减摩组分(鳞片石墨、石油焦)与增摩组分(NFJ高温黏结剂、腰果壳油摩擦粉)的树脂基摩擦材料配方。通过热压成型法制备出样品,在制动压力0.8 MPa和转速3 300、4 200、5 400 r/min下测试试样的平均摩擦因数,并计算试样的体积磨损率、热衰退性能及对偶质量磨损。对试样的平均摩擦因数、体积磨损率、热衰退性能及对偶质量磨损进行极差分析及均一化处理,使用多指标权重优选了综合性能优异的配方。结果表明：鳞片石墨在高转速下对材料的平均摩擦因数起稳定作用及降低材料的热衰退性能,而石油焦在低速制动过程中可稳定材料的平均摩擦因数;NFJ高温黏结剂对材料的各项性能影响不显著,而腰果壳油摩擦粉在高转速下表现出优异的黏弹性,有利于提高材料的平均摩擦因数,降低材料的体积磨损率及对偶质量磨损。使用多指标权重优选得到较好的配方,其中鳞片石墨、石油焦、NFJ高温黏结剂、腰果壳油摩擦粉的质量分数分别为1%、4%、3%、6%。     

聚酰亚胺复合材料与不同金属间干滑动时的摩擦学性能

采用MPX-2000型摩擦磨损试验机研究了聚四氟乙烯和二硫化钼填充聚酰亚胺复合材料在干滑动摩擦条件下与45钢、镍铬合金、铜和铝对磨时的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜和光学显微镜分析了复合材料及对偶件的磨损表面形貌。结果表明:复合材料与铝对磨时的摩擦因数和磨损率最低,分别约为与钢摩擦时的43%和49%;摩擦后铝表面形成均匀连续的转移膜,45钢、镍铬合金和铜的表面没有形成有效转移膜,因此复合材料的摩擦因数较大;复合材料与不同金属材料摩擦时的磨损机理主要是粘着磨损与疲劳磨损。     

减摩剂及其协同效应对树脂基摩擦材料性能影响

采用焦炭、MoS2和石墨作为减摩剂制备树脂基摩擦材料，通过正交试验和极差分析法，研究3种减摩剂对材料摩擦磨损性能的影响及其协同作用规律。结果表明：在实验用量范围内，焦炭能够提高材料整体摩擦因数，降低材料总磨损率；MoS2能够降低材料中低温摩擦因数，提高高温摩擦因数，但材料的总磨损上升；石墨能够降低材料整体摩擦因数，对材料总磨损率影响不明显。以材料摩擦因数标准差为实验指标时，发现3种减摩剂之间存在强烈的协同作用，且作用程度随着温度的升高而加强，其中焦炭和石墨的协同作用最为强烈；以材料总磨损率为实验指标时，发现3种减摩剂之间的协同作用在中低温下变化趋势一致，在高温下变化趋势不同。     

碳纤维含量对摩擦材料性能的影响

用D-MS摩擦试验机研究了摩擦材料中碳纤维含量对其摩擦磨损性能的影响。结果表明，碳纤维含量对摩擦材料的摩擦磨损性能影响显著，其摩擦系数和磨损率都随碳纤维含量的增加而减小，推荐碳纤维的含量≤5％。SEM分析表明，其摩擦磨损机理亦与碳纤维含量密切相关。     

Implementation of asymptotics of the wear contact problem solution for identifying the wear law based on the results of tribological tests

The parameter of the wear law of bronze coupled with steel under dry friction is identified by comparing the results of mathematical modeling with experimental data. The wear tests were carried out according to the steel-ball–flat-bronze sample scheme under relative reciprocal sliding of the tested samples. The modeling of the wear of the sample was based on asymptotic behavior of the solution of the corresponding wear-contact problem. The effectiveness of using this asymptotic behavior to identify the wear law based on the tribological test results has been demonstrated.     

Geometrical Aspects of the Tribological Properties of Graphite Fiber Reinforced Polyimide Composites

A Latin-square statistical experimental test design was used to evaluate the effect of temperature, load, and sliding speed on the tribological properties of graphite fiber reinforced polyimide (GFRPI) composite specimens. Hemispherically tipped composite riders were slid against 440C HT stainless steel disks. Comparisons were made to previous studies in which hemispherically tipped 400C HT stainless steel riders were slid against GFRPI composite disks and to studies in which GFRPI was used as a liner in plain spherical bearings. The results indicate that sliding surface geometry is especially important, in that different geometrics can give completely different friction and wear results. Load, temperature, and sliding distance were found to influence the friction and wear results but sliding speed was found to have little effect. Experiments on GFRPI riders with 10 weight percent additions of graphite fluoride showed that this addition had no effect on friction and wear.