纳米SiO_2/GF/PA6复合材料力学性能和摩擦学性能研究

采用注塑成型法制备纳米SiO2和玻璃纤维混杂填充PA6尼龙复合材料,对PA6复合材料的力学性能和摩擦学性能进行实验研究,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机制。结果表明:纳米SiO2和玻璃纤维混杂填料能使PA6复合材料的拉伸强度和表面硬度增大,可以显著改善尼龙复合材料的摩擦学性能,以5%SiO2-20%GF材料的耐磨减摩性最好;纯PA6的磨损以黏着和犁削为主;当载荷较低时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的磨粒磨损,但当载荷较高时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的疲劳磨损。     

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。     

润滑条件对纳米SiO2填充尼龙复合材料摩擦学性能的影响

利用MM-200磨损实验机在干摩擦、水润滑和油润滑等条件下，研究了润滑条件对含量为10％的纳米SiO2填充尼龙1010复合材料与45^#钢对磨时的摩擦学性能的影响，并利用扫描电子显微镜对纳米SiO2-PA1010复合材料的磨损表面和磨损机理进行了观察和分析。结果表明水润滑时，纳米SiO2-PA1010复合材料的摩擦因数比在干摩擦时有一定程度的降低，但磨损量却比干摩擦时增加了很多；而在油润滑时，摩擦因数和磨损量均比干摩擦和水润滑时降低了许多；复合材料的磨损机制也随着润滑条件的不同发生了相应的变化。     

氧化石墨烯和纳米SiO2增强PTFE复合材料的摩擦磨损行为

为研究具有层状结构和球状结构的纳米填料之间的相互作用对聚四氟乙烯（PTFE）复合材料摩擦磨损行为的影响,采用冷冻干燥超声共混-冷压-热烧结法制备纳米二氧化硅（nano-SiO2）和氧化石墨烯（GO）填充改性PTFE复合材料。利用LSM-2R往复式摩擦磨损试验机测试干摩擦条件下nano-SiO2和GO复配改性PTFE复合材料的摩擦学性能,采用MicroXAM-800非接触式三维表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析表征转移膜形貌、元素分布和磨痕表面三维形貌,从微观层面揭示nano-SiO2和GO的减摩机制。结果表明：单独填充nano-SiO2与GO均可改善PTFE复合材料的摩擦学特性,其中在较低添加量下,GO在提高PTFE耐磨性方面明显优于nano-SiO2;GO和nano-SiO2复配填充时存在协同效应,与单一填充相比进一步改善了复合材料的摩擦学性能;相比于纯PTFE,3%nano-SiO2/0.5%GO/PTFE复合材料的磨损率降低60.36%。机制分析表明,协同作用和均匀连续转移膜的形成是nano-SiO2和GO增强PTFE复合材料性能优异的主要原因。     

表面未修饰及修饰纳米SiO2对锂基脂摩擦学性能的影响

利用四球摩擦磨损试验机考察了表面未修饰及修饰纳米SiO2作为添加剂对锂基脂摩擦学性能的影响;采用扫描电子显微镜观察了钢球磨损表面形貌,并采用X射线光电子能谱仪分析了钢球磨损表面典型元素的化学状态,以探讨2种纳米SiO2添加剂的减摩抗磨作用机理。结果表明,采用化学法和物理法制备的表面修饰及未修饰纳米SiO2作为添加剂均能通过形成复合边界润滑膜而改善锂基脂的减摩抗磨性能,其中采用物理法制备的未修饰纳米SiO2的减摩作用略优,而采用化学法制备的表面修饰纳米SiO2在高载荷下的抗磨作用较优。     

粉煤灰增强树脂基复合材料力学性能和摩擦学性能的研究

采用热压成型的方法制备了掺粉煤灰的树脂基复合材料,并对该复合材料的力学性能、断面显微结构及摩擦学性能进行研究.结果表明:掺入粉煤灰后,树脂基复合材料的各项力学性能均变好,其摩擦学性能符合GB5764-98的要求,并随粉煤灰掺量的增加,摩擦因数稳定性增加,磨损率减小,热稳定性增加.扫描电镜分析表明:掺粉煤灰改性后的树脂基复合材料内部孔隙率减少,密实度增加;粉煤灰能促进摩擦表面摩擦膜的产生,从而有效地改善了复合材料的摩擦学性能.     

镍合金增强MoS2基自润滑复合材料的组织与摩擦学性能

本文以Ｎｉ－Ｃｒ高温合金粉的ＭｏＳ２粉为原料，用热压法制成了镍合金增强ＭｏＳ２基自润滑复合材料，借助Ｘ射线衍射仪和扫描电镜，分析了材料的组织结构；用ＳＲＶ高温摩擦磨损试验机考察也材料在室温和２５０℃时的摩擦学性能。试验结果表明，Ｎｉ－Ｃｒ合金易与ＭｏＳ２反应，生成结构复杂的Ｃｒ（Ｎ）Ｍｏ２Ｓ４相。该反应物在室温下表现出较好的转移润滑特性，但在２５０ ℃时明显谈判。因此，要保证复合材料在室温和２５０     

MoS2的表面修饰与摩擦学性能研究

分别用油酸（OA）、司班-60（Span-60）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）-二烷基二硫代磷酸吡啶盐（Py-DDP）对MoS2纳米微粒进行表面修饰,考察了修饰后微粒的形貌、在液体石蜡中的分散稳定性和润滑性能,并采用四球摩擦磨损机测试了其摩擦学性能。结果表明,选用不同修饰剂所得到的修饰MoS2纳米微粒的稳定性和摩擦学性能均有不同程度的提高,其中以CTAB—PyDDP修饰MoS2纳米微粒的分散稳定性更佳,摩擦学性能最好。     

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%.     

纳米NbSe_2铜基自润滑复合材料的摩擦学性能

将固相反法制备的纤维和片层结构的2种纳米NbSe2材料分别与铜粉混合,冷压制成纳米NbSe2铜基复合材料。采用SEM、TEM、HRTEM表征其表面形貌、微观结构和相组成,在UMT-2摩擦试验仪上测试其摩擦性能。结果表明,采用固相反应的方法制备的纤维和片层结构的纳米NbSe2材料,具有良好的结晶性和纯度;在铜基复合材料中,纳米NbSe2材料的加入使得复合材料表现出优异的减摩性能;与片层结构相比较,纤维状纳米NbSe2铜基复合材料都具有更低更稳定的摩擦因数。     

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.     

石墨填充聚四氟乙烯基复合材料的摩擦学性能

为了研制PTFE基粘弹-摩擦型阻尼材料,采用机械共混-冷压成型-烧结的工艺制备了石墨、聚苯硫醚、聚醚醚酮混合填充PTFE基复合材料,利用环-块式磨损试验机,在干摩擦条件下考察了复合材料的摩擦学性能,并用扫描电镜观察了磨损表面形貌,研究了复合材料的磨损机制。结果表明:PTFE含量不同的复合材料,随石墨填充量的增大,摩擦因数和磨损率的变化趋势不同,磨损主要由犁削、粘着和疲劳剥落中的一种或几种引起;适当配比的PTFE基复合材料具有较好的摩擦阻尼性能,能够满足粘弹-摩擦阻尼材料的要求。     

核壳型硼酸钙/SiO2复合微球的制备及摩擦学性能研究

以硼砂、硝酸钙和正硅酸乙酯为原料,在温和条件下制备核壳型硼酸钙/SiO2复合微粒。利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT0IR)研究复合微球的结构,发现SiO2包覆于硼酸钙的表面。将油酸修饰的复合微粒分散于液体石蜡中,利用四球摩擦试验机在载荷392 N、转速1 450 r/min、时间30 min的条件下考察其摩擦学性能。结果表明,该复合微粒具有良好的摩擦学性能,其中质量分数1.0%的复合微粒可使液体石蜡的磨斑直径从0.7 mm降低到0.5 mm,摩擦因数从0.09降低到0.05。含硼酸钙/SiO2复合微粒的液体石蜡润滑时,磨痕表面生成含B、Fe和Si的摩擦膜,从而起到减摩抗磨的作用。     

纳米Cu粉填充碳纤维/PTFE复合材料的摩擦磨损性能

考察纳米Cu粉含量、粒径对碳纤维/PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析磨损面和对偶面转移膜形貌,并探讨其磨损机制。结果表明:纳米Cu粉能提高碳纤维/PTFE复合材料的耐磨性,在高载荷下,纳米Cu粉的增强效果更加明显;纳米Cu粉的粒径越小,复合材料的耐磨性越好;添加质量分数0.3%纳米Cu粉的碳纤维/PTFE复合材料耐磨性最优,1.4 m/s,200 N下实验条件下,其磨损率比未添加时降低了45%;SEM分析显示纳米Cu粉能在对偶面上形成平整致密的转移膜,具有显微增强作用。     

混杂填料改性UHMWPE复合材料的摩擦学性能

采用热压成型工艺制备铜粉、石墨粉、碳纤维混杂改性的UHMWPE复合材料,采用WDW-20电子万能实验机测量其力学性能,采用MM-2000试验机考察其摩擦学性能,用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌能。结果表明:混杂填料的加入增加复合材料的硬度和弹性模量,降低复合材料的抗剪强度、抗拉强度;混杂填料对复合材料的摩擦因数影响很大,填充比例适当时能有效改善复合材料的耐磨损性能;改性后复合材料的磨损机制主要表现为磨料磨损、疲劳磨损和塑性变形;15%Cu+2%Gr+6%CF复合材料具有良好的摩擦学性能。     

Tribological Behavior of Composites Based on ZA-27 Alloy Reinforced with Graphite Particles

The objective of this investigation is to assess the influence of graphite reinforcement on tribological behavior of ZA-27 alloy. The composite with 2 wt% of graphite particles was produced by the compocasting procedure. Tribological properties of unreinforced alloy and composite were studied, using block-on-disk tribometer, under dry and lubricated sliding conditions at different specific loads and sliding speeds. The worn surfaces of the samples were examined by the scanning electron microscopy (SEM). The obtained results revealed that ZA-27/graphite composite specimens exhibited significantly lower wear rate and coefficient of friction than the matrix alloy specimens in all the combinations of applied loads (F _n ) and sliding speeds (v) in dry and lubricated tests. The positive tribological effects of graphite reinforcement of ZA-27 in dry sliding tests were provided by the tribo-induced graphite film on the contact surface of composite. In test conditions, characterized by the small graphite content and modest sliding speeds and applied loads, nonuniform tribo-induced graphite films were formed leading to the increase of the friction coefficient and wear rate, with increase of the sliding speed and applied load. In conditions of lubricated sliding, the very fine graphite particles formed in the contact interface mix with the lubricating oil forming the emulsion with improved tribological characteristics. Smeared graphite decreased the negative influence of F _n on tribological response of composites, what is manifested by the mild regime of the boundary lubrication, as well as by realization of the mixed lubrication at lower values of the v/F _n ratio, with respect to the matrix alloy.     

石墨和二硫化钼填充氟橡胶的摩擦磨损特性研究

研究了石墨和二硫化钼填充量对氟橡胶(FKM)的摩擦磨损性能的影响, 并用扫描电子显微镜和热重分析仪分析了石墨和二硫化钼填充氟橡胶(FKM)的磨损表面和热稳定性.结果表明,石墨和二硫化钼的加入提高了FKM的摩擦磨损性能与热稳定性;随着石墨和二硫化钼用量的增大,复合材料的摩擦因数和磨损量先降后升;当石墨和二硫化钼质量分数分别为3%和5%时,复合材料的摩擦磨损性能最佳;当二硫化钼填充量为10%时,氟橡胶的热分解温度比未添加润滑剂的氟橡胶提高了7 ℃左右.