纳米SiO2颗粒和玻璃微珠共混改性超高分子量聚乙烯复合材料的摩擦磨损性能

采用模压成型工艺制备了纳米SiO2颗粒和玻璃微珠共混改性的超高分子量聚乙烯复合材料;研究了相对滑动速度、载荷以及玻璃微珠含量对复合材料摩擦磨损性能的影响,并对磨损形貌和磨损机理进行了分析。结果表明:添加纳米SiO2颗粒和玻璃微珠可以提高复合材料的硬度、压缩弹性模量和摩擦磨损性能;相对滑动速度对复合材料摩擦因数和磨损率有很大的影响;载荷对复合材料的摩擦因数影响不明显,但磨损率随载荷的增加而增大;纳米SiO2颗粒和玻璃微珠混合改性后复合材料的磨损机理主要是粘着磨损和疲劳磨损。     

填充纳米SiO2对超高分子量聚乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响

用热压成型法制备了纳米SiO2填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了纳米粒子对复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌,并借助X射线能谱仪对试样磨损表面进行了微区分析。结果表明:纯UHMWPE磨损表面局部存在着大量的粘着变形和疲劳裂纹的特征,填充15%(质量分数)的纳米SiO2能较好地改善UHMWPE/nano-SiO2复合材料的摩擦磨损性能,其磨损表面只存在粘着撕裂现象,看不到疲劳裂纹特征。当填充纳米SiO2质量分数达到20%时,其磨损表面存在贫Si区和富Si区,同时磨损表面呈现出热裂纹迹象,复合材料的耐磨性能改善程度明显下降,并且摩擦因数出现了增大趋势。     

微纳米二氧化硅颗粒协同改性丙烯酸树脂及其摩擦学性能

采用硅烷偶联剂KH550改性前后的微/纳米二氧化硅（SiO2）颗粒对丙烯酸树脂进行改性,采用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）对树脂固化结果进行表征;用线性涂布器在铸铁表面制成微/纳米SiO2-丙烯酸树脂复合涂层,采用摩擦试验机R tec、表面轮廓仪和扫描电子显微镜分别测试涂层的摩擦因数、磨损率和磨痕形貌。结果表明：改性后SiO2对于涂层性能的增强均优于未改性SiO2,改性纳米SiO2提高涂层在干燥条件下的摩擦磨损性能,但对其在海水存在条件下的摩擦性能没有明显的影响;改性微米SiO2提高涂层的抗磨损性,但对摩擦因数影响不大;改性微纳米SiO2协同改性的涂层,在干燥条件下具有良好的摩擦磨损性能,但在海水存在条件下的摩擦磨损性能不如单组份SiO2改性丙烯酸树脂涂层。     

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。     

纳米和微米SiO2颗粒对PPESK复合材料摩擦学性能的影响

用热压成型法制备了纳米、微米SiO2填充聚醚砜酮(PPESK)复合材料，考察了复合材料的硬度和抗弯强度，并研究了干摩擦条件下纳米、微米SiO2颗粒对复合材料摩擦磨损性能的影响，用扫描电镜观察分析了复合材料磨损表面形貌及磨损机理。结果表明：干摩擦条件下，纳米SiO2填充PPESK主要是轻微的磨粒磨损；而微米SiO2填充PPESK主要是严重的磨粒磨损。     

超高分子量聚乙烯/纳米Al2O3复合材料的磨损表面特征分析

用热压成型法制备了纳米氧化铝填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用销盘式摩擦磨损试验机考察了纳米粒子对复合材料摩擦磨损性能的影响;采用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌,并借助X射线能谱仪对试样磨损表面进行了微区分析。结果表明:UHMWPE/nano-A l2O3复合材料中的纳米A l2O3粒子含量不同,其磨损表面的碳元素含量也发生不同程度的变化。填充质量分数为15%的纳米A l2O3能较好地改善UHMWPE/nano-A l2O3复合材料的摩擦磨损性能,其磨损表面出现了明显的贫A l区和富A l区,且富A l区以“岛”的形式分布在贫A l区中。     

玻璃微珠增强PPS复合材料的摩擦性能研究

2种不同粒径的空心玻璃微珠与聚苯硫醚树脂通过熔融共混挤出制得复合材料,研究了这2种玻璃微珠对聚苯硫醚树脂摩擦磨损性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)对摩擦表面、断面形貌进行了观察和分析。结果表明:经过偶联剂处理的玻璃微珠能够提高PPS的减摩抗磨性能,玻璃微珠粒径越小,所得复合材料的摩擦因数越小;聚合物材料在摩擦过程中形成结合牢固、薄而均匀的转移膜是其发挥摩擦学作用的重要保证,复合材料的磨损机制主要为粘着磨损和疲劳磨损;采用玻璃微珠提高聚苯硫醚树脂的减摩耐磨性能是可行的,而大小均匀、完全规则的球形玻璃微珠粒子将可以更有效地提高复合材料的摩擦性能。     

纳米ZrO2改性热塑性聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用热模压工艺制备了纳米ZrO2改性热塑性聚酰亚胺(PI)纳米复合材料,考察了复合材料的力学性能、在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜观察了冲击断面和磨损表面形貌.结果表明:纳米ZrO2在低含量下对PI复合材料的力学性能影响不大,随着其含量的增大,材料的弯曲性能下降,刚性增大.在干摩擦条件下,较低的纳米颗粒含量有助于转移膜的形成,从而降低材料的摩擦因数及磨损率.纳米ZrO2体积分数为1%时,材料的摩擦磨损性能较纯PI分别下降了50%和15%;在油润滑条件下,润滑油的流动性有助于纳米颗粒分布到整个摩擦界面,PI复合材料的摩擦因数及磨损率有明显降低,此时磨损机制以疲劳磨损为主.     

改性UHMWPE水润滑轴承材料摩擦磨损性能研究

以超高分子量聚乙烯为基体,用纳米二硫化钼和氟橡胶对其进行改性,制备一种新型复合UHMWPE水润滑轴承材料。在轴系试验台SSB-100上,研究复合UHMWPE材料在不同转速下的摩擦磨损性能,并分析其磨损形貌。结果表明,采用纳米二硫化钼改性UHMWPE时并不能有效改善其摩擦性能;采用氟橡胶改性时UHMWPE复合材料的摩擦因数呈现整体下降、局部波动的趋势,并在氟橡胶质量分数为20%时摩擦因数最低;二硫化钼和氟橡胶协同改性UHMWPE材料的摩擦因数随着二硫化钼和氟橡胶含量的升高而逐渐下降,其中纳米二硫化钼质量分数为8%、氟橡胶质量分数为16%的材料摩擦性能和磨损性能都达到最优。     

玻璃微珠填充改性含油铸型尼龙的摩擦学和热性能

以玻璃微珠为填料制备了玻璃微珠填充改性含油铸型尼龙复合材料,研究了复合材料的摩擦争性能和热性能。结果表明：加入玻璃微珠的复合材料的摩擦因数降低,耐磨性提高,其磨损行为主要是粘着磨损和磨粒磨损;该复合材料的热变形温度有所降低,但线膨胀系数减小。     

纳米颗粒TiO2和SiO2对碳纤维/超高分子量聚乙烯复合材料力学和摩擦学性能的影响

采用UMT-5型摩擦磨损试验机和万能材料试验机考察TiO_2和SiO_2两种纳米颗粒对碳纤维(CF)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料摩擦学性能和力学性能的影响,利用扫描电镜观察复合材料断面形貌和磨痕表面形貌。结果表明:纳米TiO_2和SiO_2的加入可以改善碳纤维与树脂之间的界面结合强度,从而改善了CF/UHMWPE复合材料的力学性能;在3种复合材料中,纳米TiO_2增强复合材料具有最好的耐磨性。纳米TiO_2和SiO_2的加入可以有效地分散碳纤维表面的应力集中,从而可以改善复合材料的耐磨性,使得CF/UHMWPE复合材料的磨损机制由严重的塑性变形变为轻微的塑性变形。     

偶联剂表面处理对纳米SiO_2/氰酸酯树脂复合材料力学性能的影响

利用纳米SiO2对氰酸酯(CE)树脂进行改性,并分别选用小分子偶联剂KH-560和大分子偶联荆SEA-171对纳米SiO2进行表面处理,研究了纳米SiO2含量以及偶联剂结构对纳米SiO2/CE树脂复合材料力学性能的影响.结果表明:随着纳米SiO2含量的增大,复合材料的冲击强度和弯曲强度均呈先增大后减小的趋势,大分子偶联剂处理后的纳米SiO2增强效果比小分子的好;当大分子偶联剂处理后的SiO2质量分数为3%时,复合材料的强度达到最大,其中冲击强度达15.99 kJ·m2,弯曲强度达147.55 MPa,与纯CE树脂相比,增幅分别为61.9%和44.2%.     

基于UHMWPE/纳米ZnO复合材料的滑动摩擦磨损机制

用热压成型法制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纳/米ZnO复合材料,采用销盘式摩擦磨损试验机考察了载荷和相对滑动线速度对复合材料摩擦学性能的影响;采用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌。结果表明:在低载荷试验条件下磨损机制为粘着磨损,在高载荷试验条件下磨损机制为粘着磨损和疲劳磨损。而在一定载荷试验条件下,无论相对滑动线速度高或低,复合材料的磨损机制主要表现为粘着磨损,只是在高速情况下粘着磨损程度加大,局部还出现了表面撕裂的痕迹。     

纳米氧化物/聚四氟乙烯复合材料的研究

用共混烧结法制备了纳米TiO2 /聚四氟乙烯和纳米SiO2 /聚四氟乙烯两种复合材料 ,考察了纳米材料含量、载荷对复合材料的摩擦磨损性能和力学性能的影响 ,结果表明 ,两种复合材料的磨损量比纯聚四氟乙烯降低了 1～2个数量级 ,当纳米TiO2 含量为wt .15 %左右时 ,聚四氟乙烯复合物的综合性能最佳。     

Development and tribological behaviour of UHMWPE filled epoxy gradient composites

In this study, ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) filled epoxy gradient composites have been developed. Samples were prepared for different centrifugation time periods. SEM and optical microstructures confirmed the graded dispersion of UHMWPE particles in the epoxy matrix. Quick estimation of gradient characteristics has been done by abrasive wear measurements. Sliding wear tests were conducted by using a pin-on-disc machine. The sliding wear rate of composites reduced on increasing centrifugation time. Reduction in sliding wear rate in UHMWPE filled epoxy gradient composites has been attributed to the reduction of tensile contact stresses as a result of the lubricating effect of UHMWPE's smooth surface and highly entangled chain structure of UHMWPE.     

聚氨酯/TiO2纳米复合材料冲蚀磨损特性研究

以纳米TiO2作为填料,制备耐磨蚀聚氨酯纳米复合材料.用相对抗磨损性法评价了聚氨酯纳米复合材料的冲蚀磨损性,通过扫描电镜观察聚氨酯纳米复合材料的磨损形貌,尝试解释纳米TiO2增强聚氨酯复合材料抗含沙冲蚀磨损性能的机理.试验结果表明,纳米粒子均匀分散于聚氨酯中,使聚氨酯弹性体耐磨蚀性得以提高.聚氨酯/TiO2纳米复合材料的抗冲蚀磨损性能分别是45#钢的10.67倍,2Cr13钢的6倍,纯聚氨酯的1.28倍,TiN/聚氨酯复合材料的1.09倍.