纳米Fe3O4填充聚四氟乙烯摩擦磨损性能的研究.doc

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。     

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。     

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。     

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。     

聚四氟乙烯与蒙脱土填充聚苯硫醚复合材料的摩擦磨损性能

通过模压成型制备出聚四氟乙烯(PTFE)乖蒙脱土填充的聚苯硫醚(PPS)复合材料,研究了PTFE与蒙脱土的单独和协同作用对PPS摩擦磨损性能的影响.结果表明:单独添加PTFE能够显著降低PPS的摩擦因数和磨损率,同时填充PTFE与蒙脱土可以进一步改善PPS的摩擦学性能;PPS 15%PTFE 5%蒙脱土复合材料的比磨损率最低,为0.69×10-6 mm3/Nm,其摩擦因数也最小,约为0.15.     

聚合物填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

采用机械共混-冷压成型-烧结的工艺制备了PEEK、PPS填充PTFE基粘弹．摩擦型阻尼材料,用环-块式磨损试验机研究了在干摩擦条件下的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌和内部组织结构。结果表明：混合填充PEEK和PPS时,2种填充物的比例对材料的摩擦因数影响不大,当二者含量相近时,摩擦因数最大;填充物对磨损性能的影响与对摩擦因数的相同;随着PEEK含量的增加和PPS含量的减少,材料的磨损方式由疲劳剥落磨损为主转变为犁削、粘着磨损;PTFE含量的增加,使得复合材料的摩擦因数减小,而磨损有所增大。综合考虑认为,PTFE与适当比例的PEEK／PPS混合填充,具有合适的摩擦因数和较好的耐磨性,能够满足特殊工况下阻尼材料的需要。     

纳米高岭土和石墨填充PTFE复合材料摩擦磨损性能

采用模压法制备石墨和纳米高岭土填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,在往复式滑动摩擦磨损试验机上测试了其的干滑动摩擦磨损性能,试验机往复频率为1.0 Hz.用扫描电镜观测和分析试样的磨损表面.结果表明:石墨和纳米高岭土共同填充的PTFE,在改善其耐磨性的同时,又保持了低的摩擦因数,其中含10%高岭土和5%石墨的PTFE复合材料表现最佳,稳定阶段的摩擦因数保持在0.11左右,耐磨性比纯PTFE提高了大约90倍.     

聚四氟乙烯工程材料的摩擦磨损性能研究

用MPV-200型摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下磨损时间、滑动速度、载荷、填料等对聚四氟乙烯(PTFE)工程塑料摩擦磨损性能的影响，结果表明：PTFE材料的摩擦因数和磨损率先随速度的增大而减小，然后又随着速度的增大而增大；随磨损时间的增长而降低，最后趋于稳定值；另外，摩擦因数大体上随载荷的增大而减小，磨损量则随载荷的增大而增加；填料可将PTFE的磨损量降低2个数量级，其中石墨使PTFE的摩擦因数降低，玻璃纤维和碳纤维则增大了PTFE的摩擦因数，而MoS2对PTFE摩擦因数的影响较小。对PTFE工程塑料的摩擦磨损特性进行系统分析，为优化设计提供理论基础。     

纳米复合材料摩擦磨损性能研究进展

介绍了纳米复合材料的组成、分类和制备方法,评述了纳米复合材料的摩擦磨损性能研究进展,总结了纳米复合材料摩擦学性能的主要影响因素,分析了纳米复合材料的摩擦磨损机制,指出了当前纳米复合材料摩擦学研究领域的发展趋势和有待于研究和解决的问题.     

聚氨酯和聚四氟乙烯的摩擦磨损性能试验研究

为提高现代密封行业中广泛应用的新型聚氨酯(PU)和聚四氟乙烯(PTFE)的密封性能,对其润湿性和摩擦磨损性能进行对比实验,并分析不同摩擦状态下的磨损性能,讨论接触压力和转速的影响。研究表明,聚氨酯的润湿性比聚四氟乙烯好;聚氨酯的耐磨性明显高于聚四氟乙烯,在干摩擦、滴油润滑和浸油润滑的试验条件下,聚氨酯都无明显磨损。干摩擦条件下,聚四氟乙烯的磨损主要受摩擦环转速的影响;滴油润滑条件下,摩擦环转速和接触压力对聚四氟乙烯的磨损都有一定影响;浸油润滑条件下,聚四氟乙烯的磨损主要受接触压力的影响。     

聚酰亚胺对聚四氟乙烯基自润滑复合材料摩擦磨损性能的影响

研究了不同聚酰亚胺(PI)含量的聚四氟乙烯(PTFE)基自润滑复合材料的摩擦磨损性能,并分析了干摩擦和预浸油润滑两种条件下的磨损表面形貌和磨损机理.研究表明:PI的加入在于摩擦状态下能显著提高复合材料的减摩性能,并且随着含量的增加效果更加明显;但其抗磨损作用并不明显,其磨损量取决于复合材料的协同作用,而玻璃纤维和MoS2减磨作用明显;在预浸油润滑条件下,由于油润滑占主导地位,复合材料基体减摩效果不能充分体现.     

纳米CaCO3半金属摩擦材料摩擦磨损性能的研究

使用定速摩擦试验机研究了纳米CaCO3对半金属摩擦材料性能的影响。结果表明：在半金属材料中，用纳米CaCO3代替普通的CaCO3粉体，在混料过程中，纳米CaCO3粒子粘附在其他颗粒和钢纤维表面上，热压成型过程中，作为粘结剂的树脂材料与这些材料之间的结合强度降低。在摩擦过程中，造成表面颗粒在剪切力的作用下，很容易与基体脱离，从而使得摩擦材料的摩擦因数偏小，而磨损率却大大增加。     

填充聚四氟乙烯密封材料的研究和应用

聚四氟乙烯(以下简称PTFE)具有无色、无毒、化学惰性、耐高低温和摩擦系数低等多种优异性能,使其成为当今以化学、机械等工业为中心的几乎所有产业部门不可缺少的重要材料之一.     

PTFE与纳米高岭土填充PPS复合材料的摩擦磨损性能研究

通过模压的方法制备了聚四氟乙烯(PTFE)和纳米高岭土填充的聚苯硫醚(PPS)复合材料。摩擦磨损实验在往复式滑动摩擦试验机上完成进行,对摩面为硬度值HRC 38、表面粗糙度Ra0.8μm的45#钢。用扫描电镜观察了试样磨损表面形貌。实验结果表明:填料的加入降低了PPS的摩擦因数和磨损率,且PTFE和纳米高岭土共同填充的PPS复合材料比单一PTFE填充的PPS复合材料具有更好的摩擦磨损性能;其中试样PPS 15%PTFE 15%(质量分数)纳米高岭土具有最低的稳定摩擦因数0.20~0.23和最小的磨损率1.9×10-6mm3/(N.m)。PTFE和纳米高岭土的加入使PPS的主要磨损方式由粘着磨损转变为磨粒磨损。     

聚四氟乙烯颗粒在复合钛基脂中的摩擦磨损性能研究

采用实验室制脂釜制备新戊基多元醇酯为基础油的钛基脂和含聚四氟乙烯颗粒的钛基脂,考察了复合钛基脂摩擦学特性,利用扫描电子显微镜和X射线电子能谱仪明察了钢球的磨斑表面形貌和主要元素的化学状态.结果表明,聚四氟乙烯降低了基础脂的摩擦系数和磨斑直径,但没有提高极压性能.钢球的磨损特征为轻微粘着磨损,其减摩抗磨机制为吸附膜和化学沉积膜协同作用的结果.     

PA66/Si_3N_4纳米复合材料的摩擦磨损性能

采用双螺杆挤出机熔融共混和注射成型方法制备了PA66/Si3N4纳米复合材料.研究了纳米Si3N4添加量对复合材料的力学性能和摩擦磨损性能的影响.通过对试样磨损表面及其对摩副表面上转移膜的扫描电子显微镜(SEM)观察和X射线光电子能谱(XPS)分析,探讨了其磨损机制.结果表明,纳米Si3N4的加入降低了基体的拉伸强度和弯曲强度,但是在PA66中加入适量的纳米Si3N4颗粒后,摩擦过程中有利于生成较均匀的转移膜,从而降低摩擦因数.同时磨屑里的纳米Si3N4镶嵌到试样摩擦表面,使表面得到局部增强,从而提高其耐磨性能.     

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。     

纳米晶粉末制备复合材料的摩擦磨损性能

本文研究了用机械合金化方法制备出Ｓｉ３Ｎ４／Ｆｅ基纳米晶复合粉末，用常规粉末冶金工艺烧结出试样，测试了复合材料的常温摩擦磨损性能，并对其显微组织进行了分析，认为纳米晶的界面确实机改善Ｓｉ３Ｎ４与Ｆｅ的结合强度。     

纳米碳黑与纳米石墨填充PTFE复合材料摩擦磨损性能比较研究

用M-2000摩擦磨损试验机对纳米碳黑和石墨填充PTFE复合材料进行了摩擦磨损性能研究,用扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面进行观察.结果表明:2种碳纳米能够提高PTFE复合材料的耐磨性,其中纳米碳黑填充效果最佳.纳米碳黑和纳米石墨2种碳纳米的最佳添加量分别为7%和5%(质量分数).纳米石墨可以减小PTFE复合材料的摩擦因数,而纳米碳黑使得PTFE复合材料的摩擦因数增大,且含量越高,复合材料摩擦因数增幅越大.结晶型纳米石墨与PTFE基体的相容性较差,而无定形纳米碳黑与PTFE基体的相容性较好.