纳米Fe_3O_4磁性材料填充聚四氟乙烯的摩擦磨损性能

利用机械共混、冷压成型和烧结工艺制备不同含量的磁性纳米Fe3O4填充聚四氟乙烯(PTFE)复合密封材料,采用MM-200型摩擦磨损试验机考察其在干摩擦下与45#钢对磨时的摩擦磨损性能,借助扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面形貌进行观察并分析磨损机制。结果表明:随磁性纳米Fe3O4含量的增加,复合材料的硬度显著提高,摩擦因数呈现先增大后减小再增大的变化趋势,耐磨性能得到明显改善;当Fe3O4质量分数为15%时,复合密封材料的摩擦因数较小,体积磨损率与纯PTFE相比降低两个数量级;随着Fe3O4含量的增加,磨损机制由纯PTFE的黏着磨损转变为黏着磨损与磨粒磨损共同作用。     

多因素影响的格莱圈材料摩擦磨损试验研究*

格莱圈由聚四氟乙烯(PTFE)矩形滑环和丁腈橡胶(NBR)O形圈组成。为了研究不同因素对于格莱圈密封材料摩擦磨损性能的影响,利用UMT-3多功能摩擦磨损试验机,通过改变往复频率、粗糙度、润滑状态研究格莱圈材料与45钢配副时的摩擦磨损性能,利用SEM对试块试验前后表面形貌进行观测,并对摩擦磨损机制进行分析。试验结果表明:在干摩擦和滴油润滑条件下PTFE材料相比NBR材料具有更为优异的摩擦磨损性能;NBR材料表面粗糙度过高或过低都会导致摩擦因数升高,表面粗糙度对具有自润滑性能的PTFE材料的摩擦因数影响不大;高往复频率会使NBR材料摩擦因数降低,过高或过低的往复频率都会使PTFE材料摩擦因数降低;NBR材料的磨损形式以磨粒磨损和黏着磨损为主,PTFE材料以黏着磨损和疲劳磨损为主。     

聚四氟乙烯纳米复合材料的制备及其力学和摩擦学性能

以添加表面活性剂的水为溶剂,采用溶剂混合法制备纳米 Al2 O3填充聚四氟乙烯（PTFE）复合材料,研究其力学性能和摩擦学性能,并与乙醇中分别制备纳米 Al2 O3填充 PTFE 复合材料进行比较。结果表明：在相同 Al2 O3填充比例下,水中制备的复合材料的拉伸强度和硬度要低于乙醇中制备的复合材料,而断裂伸长率却要高于乙醇中制备的复合材料。在200 N 和干摩擦条件下,当纳米 Al2 O3质量分数为1％～5％时,水中制备的复合材料的磨耗量要低于乙醇中制备的复合材料,并较纯 PTFE 磨耗量下降了1～2个数量级;且水中制备的复合材料的摩擦因数也要低于乙醇中制备的复合材料。复合材料磨痕处 SEM显示复合材料的磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损。     

硫酸钙晶须填充PTFE复合材料的摩擦学性能研究

用硫酸钙晶须(CSW )填充改性聚四氟乙烯(MVE),采用模压成型工艺制备不同硫酸钙晶须含量的PTFE/CSW复合材料;利用摩擦磨损试验机研究硫酸钙晶须对PTFE/CSW复合材料摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜对PM复合材料的磨损表面进行微观分析.结果表明:填充硫酸钙晶须提高PTFE复合材料的耐磨损性能,但复合材料的摩擦因数略高于纯PTFE;纯PTFE的磨损机制为黏着磨损,而PTFE/CSW复合材料的磨损机制为轻微磨粒磨损和黏着磨损共同作用.当硫酸钙晶须质量分数大于10%时,PTFE/CSW复合材料的磨损机制逐渐转变为严重的磨粒磨损.     

低含量磷片石墨填充改性PTFE复合材料的摩擦磨损性能

为了改善聚四氟乙烯高磨耗的缺点,通过冷压烧结成型工艺制备4种低含量鳞片石墨填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,探究其在较高载荷(0.8 MPa)及不同转速下的摩擦磨损情况。采用三维视频显微镜观察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制。结果表明:在较高载荷下石墨填充PTFE复合材料的摩擦因数和体积磨损率都较纯PTFE有一定程度的降低;且当石墨填充质量分数为5%时,复合材料的摩擦因数和体积磨损率降到最低,在载荷为0.8 MPa、转速为80 r/min时较纯PTFE分别降低了19.7%和84.25%;在较高载荷下,随着石墨含量的增大,复合材料的磨损机制逐渐由犁耕磨损向黏着磨损转变,且当石墨质量分数为10%时,出现轻微的疲劳磨损。     

软碳填充PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

以不同含量的软碳为填料制备了PTFE基复合材料,测量了其机械性能,在M-2000型摩擦磨损试验机上研究其摩擦磨损行为,并探讨了其磨损机制.结果表明:软碳能提高PTFE复合材料的硬度,软碳/PTFE复合材料的耐磨性能优于纯PTFE,当软碳质量分数为7%时其耐磨性能最好.复合材料的摩擦因数随着软碳含量的增加而增加.摩擦表面的SEM观察发现:纯PTFE的摩擦表面分布着较明显的犁削和黏着磨损的痕迹,复合材料的摩擦表面均出现犁削,随着软碳含量的增加,犁削现象减轻,这表明以软碳作为填料可有效地抑制PTFE的磨损.     

纳米金属粉填充Ekonol/PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

评价了分别用不同体积含量的纳米镍粉和纳米铜粉填充聚苯酯/聚四氟乙烯(Ekonol/PTFE)复合材料体系的力学性能,利用M-200型磨损试验机研究了纳米Ni、纳米Cu含量对Ekonol/PTFE复合材料摩擦学性能的影响,借助扫描电子显微镜和能谱分析手段考察试样磨损表面和磨屑,并探讨其摩擦磨损机制。结果表明,纳米Ni能在一定范围内增加Ekonol/PTFE复合材料的冲击强度;纳米金属粉填入量较小时均能增加复合材料的洛氏硬度。纳米Ni与纳米Cu均能增加Ekonol/PTFE复合材料的摩擦因数并降低磨损率。其原因在于纳米金属粉在复合材料摩擦表面富集,通过金属分子间的吸引作用,增大复合材料的摩擦因数。     

碳纳米管增强PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

以不同含量的CNTs(碳纳米管)为填料制备了PTFE基复合材料,测量其硬度,在M-2000型摩擦磨损试验机上研究其摩擦磨损行为。结果表明,CNTs能提高PTFE的硬度,CNTs/PTFE复合材料的耐磨性能明显优于纯PT-FE,当CNTs的质量分数为3%时,复合材料的耐磨性能大幅度提高。其摩擦因数随着CNTs含量的增加而加大,当CNTs的质量分数为1%时,摩擦因数随载荷的增加而减少,CNTs的质量分数为3%和5%时,摩擦因数随载荷的增加而增大。SEM观察发现:纯PTFE的断面上分布着大量的带状结构,而填充CNTs后,摩擦表面较平整光滑,表明CNTs作为填料可有效地抑制PTFE的犁削和粘着磨损。     

含纳米PTFE颗粒润滑脂的润滑性能研究

在四球摩擦磨损试验机上考察纳米PTFE颗粒作为添加剂对复合钛基润滑脂摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析试验钢球磨斑的表面形貌,并利用X射线光电子能谱仪检测磨斑表面化学元素的组成及状态。结果表明,在一定添加量范围内,纳米PTFE可以改善复合钛基润滑脂的摩擦磨损性能,其中纳米PTFE质量分数为3%时,复合钛基润滑脂具有最佳的抗磨、减摩性能,可使摩擦因数、磨斑直径分别降低约25.4%和18.9%。纳米PTFE颗粒在钢球表面发生摩擦化学反应,生成了一层金属氟化物,有效地抑制了摩擦表面的黏着磨损和接触疲劳。     

纳米粒子和聚四氟乙烯填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能研究

以纳米氧化锌(ZnO)和纳米蒙脱土(MMT)及聚四氟乙烯(PTFE)作为复合填料,通过热压成型工艺制备了纳米ZnO-MMT及PTFE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,用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌。结果表明当PTFE和MMT的填充量均保持为质量分数6%,填充纳米ZnO质量分数为4%~6%时的复合材料可获得较好的摩擦磨损性能,与不含纳米ZnO的复合材料相比,其摩擦因数最低下降了11.1%,而磨损率下降了83.3%。当复合填料中纳米ZnO含量较低时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的粘着磨损,但当复合填料中纳米ZnO含量较高时,复合材料的磨损机制主要表现不同程度的粘着磨损和磨粒磨损,同时其复合材料的摩擦磨损性能出现了恶化现象。     

Ni-P-PTFE复合镀层工艺及摩擦学行为研究

在化学沉积Ni-P镀层的工艺基础上,制备Ni-P-PTFE复合镀层,利用SEM和XRD分析镀层的表面形貌和组织结构,探讨镀液中活性剂和PTFE含量对复合镀层结合力、硬度、摩擦因数、磨损率以及复合镀层PTFE粒子含量的影响,采用MRH-3摩擦磨损试验机研究复合镀层摩擦学行为,分析复合镀层的磨损机制,确定最佳工艺条件.结果表明在最佳工艺条件下制备的Ni-P-PTFE复合镀层具有良好的摩擦学性能,其磨损机制为黏着和轻微磨粒磨损.     

MoDTC增强型磁性液体减摩性能试验研究

为提高磁性液体的减摩性能，在现有Fe3O4磁性液体的基础上，通过微量添加二烷基二硫代氨基甲酸钼（MoDTC），制备一种MoDTC增强型磁性液体。对MoDTC增强型磁性液体微观粒子的结构、组成成分、磁性能进行测试分析，在不同载荷、速度条件下进行摩擦磨损试验，探究MoDTC含量对磁性液体摩擦磨损性能的影响。实验结果表明：MoDTC增强型磁性液体比铁磁性液体饱和磁化强度小，且剩磁几乎为0，具有较好的磁性能；在试验研究范围内，Fe3O4磁性液体润滑下的摩擦因数比油润滑低，MoDTC增强型磁性液体的摩擦因数低于Fe3O4磁性液体的摩擦因数，且MoDTC质量分数为6%时减摩效果较佳；当载荷在25~45 N范围内，MoDTC增强型磁性液体的摩擦因数先随载荷增大而减小，超过临界值30 N后，摩擦因数随载荷增大而增大。研究结果表明，磁性液体中加入适量的MoDTC具有较好的减摩性能，能在一定程度上改善磁性液体的润滑性能。     

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Fe_3O_4/油酸添加剂对磨损表面的修饰作用

采用水热法合成了在液体石蜡中具有良好亲和性和稳定性的Fe3O4/油酸(OA)纳米粒子。四球测试实验结果表明:Fe3O4/OA纳米粒子作为液体石蜡添加剂具有良好的摩擦学性能。当Fe3O4/OA的添加量为0.25%时,可使摩擦因数和磨斑直径分别减小68.2%和16.9%。试球磨斑表面的SEM分析表明:Fe3O4/OA纳米粒子在磨损表面微观缺陷区域有良好的表面修饰作用,避免了摩擦副的直接接触,减少了摩擦界面的黏着磨损,进而有效地提高了液体石蜡的摩擦学性能。     

PTFE对复合镀层摩擦特性的影响

研究了PTFE添加量对Ni基电刷镀PTFE复合镀层的摩擦特性和磨损机制的影响.采用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析了摩擦前后的磨损表面的形貌、组织和成分变化.结果表明:PTFE添加量对复合镀层的组织和摩擦特性有较大的影响.当PTFE体积分数为3%和4%时,复合镀层的摩擦因数最小;当PTFE体积分数为2%时,复合镀层的耐磨性最好.在磨损面上富含PTFE复合层的形成和面积随PTFE添加量的变化影响了复合镀层的摩擦特性及其磨损机制.     

聚苯酯填充聚四氟乙烯复合材料的力学及摩擦学性能研究

采用共混-冷压-烧结工艺制备了聚苯酯(POB)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,考察了POB含量对PTFE/POB复合材料机械性能和摩擦学性能的影响,探讨了材料的磨损机制和POB的减磨机制.结果表明复合材料的拉伸强度和断裂伸长率随着POB含量的增加而降低,压缩强度随着POB含量的增加而增大;随着POB含量的增加材料摩擦因数呈现增大趋势,POB质量分数在16%～27%范围内材料摩擦因数为0.20～0.24;在与AISI 1045钢的对磨中复合材料发生了黏着磨损,磨损率随着POB质量分数的增加呈现下降趋势,POB质量分数超过25%后继续增加其含量复合材料磨损率降低幅度逐渐变小.     

Al2O3纤维填充PTFE复合材料摩擦磨损性能分析

利用M-200型摩擦磨损试验机考察了填料含量及载荷对粉状Al2O3纤维填充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及磨损机理。结果表明：Al2O3纤维填料可提高PTFE的硬度，从而可提高PTFE的耐磨性，但复合材料中Al2O3含量较高时会导致磨粒磨损，且AL2O3含量越高相应的磨粒磨损越严重。在本试验条件下，当Al2O3的质量分数为20%左右时，PTFE复合材料的耐磨性最佳；PTFE复合材料同钢对磨时的摩擦系数比纯PTFE大，且随Al2O3含量的增加而增大。     

纳米耐磨和减摩复合镀层的研究

分析了将纳米三氧化二铝(Al2O3)和聚四氟乙烯(PTFE)颗粒加入常规电刷镀液中制备纳米耐磨和减摩复合镀层的组织、显微硬度、耐磨性和摩擦因数。结果表明：纳米颗粒的加入使复合镀层组织明显细化和致密。随着纳米Al2O3颗粒含量的增加，复合镀层的显微硬度和耐磨性有明显的提高，纳米PTFE的加入有助于减少复合镀层的摩擦因数。     

纳米氧化物填充PTFE复合材料的摩擦学性能

用机械共混、冷压成型烧结的方法分别制备了不同纳米氧化物填充PTFE复合材料试样.用MM-200型磨损试验机测试了在干摩擦条件下各试样的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜(SEM)对试样的混合程度和磨屑的形貌进行了观察和分析.结果表明:在实验条件下,纳米TiO2和纳米Al2O3的加入均可较大幅度提高PTFE的耐磨性,在250 N载荷下,纳米TiO2和纳米Al2O3的加入可使PTFE耐磨性分别提高7.3和3.4倍;纳米TiO2和纳米Al2O3的加入对PTFE摩擦因数影响不大;纳米TiO2和纳米Al2O3填充PTFE复合材料的磨损机制主要是粘着磨损.     

纳米ZnO填充PTFE复合材料的力学及摩擦学性能

通过机械搅拌和超声分散制备纳米ZnO填充PTFE复合材料,研究纳米ZnO填充量对复合材料力学及摩擦磨损性能的影响。结果表明:当ZnO质量分数小于3%时,复合材料的拉伸强度与纯PTFE相比略有增高;复合材料的密度、硬度、摩擦因数随ZnO填充量的增加而逐渐增大;当ZnO填充质量分数为1%～3%时,复合材料的磨耗量大幅下降,但若继续增加ZnO填充量,复合材料的磨耗量却变化不大。