不锈钢表面粗糙度对超高分子量聚乙烯摩擦磨损性能的影响

以超高分子量聚乙烯软骨材料为销样,316不锈钢硬骨材料为盘样,在自制的销－盘式磨损试验机上考察了不锈钢盘样表面粗糙度对超高分子量聚乙烯摩擦磨损性能的影响,并利用光学显微镜观察了摩擦副表面的形貌,结果表明,在干摩擦条件下,表面粗糙度对超高分子量聚乙烯的摩擦磨损有较大影响,存在着适合的表面粗糙度范围,使超高分子量聚乙烯摩擦系数,磨损率最小。     

超高分子量聚乙烯纤维/有机玻璃复合材料力学及摩擦磨损性能研究

用真空浸渍法制备出了超高分子量聚乙烯纤维／有机玻璃(即UHMWPE／PMMA)复合材料，并研究了其力学性能和摩擦磨损性能。实验证明，UHMWPE／PMMA复合材料具有优良的力学性能和摩擦磨损性能。纤维表面处理可以改善复合材料的力学性能。三维编织纤维增强的复合材料的磨损量远小于长纤维增强的复合材料的，但其摩擦系数没有显著变化。     

超高分子量聚乙烯的滑动磨损性能与机理研究

用ＭＭ２００型磨损试验机测试了超高分子量聚乙烯的滑动磨损性能，考察了滑动速度与载荷对其磨损的影响，通过扫描电子显微镜对ＵＨＭＷＰＥ磨损表面形貌的观察，指出：在跑合期阶段，ＵＨＭＷＰＥ表面形成了一系列的脊；在严重磨损阶段，表面层发生了大范围的撕裂与断裂。     

超高分子量聚乙烯的滑动磨损性能与机理研究

用ＭＭ２００型磨损试验机测试了超高分子量聚乙烯（ｕｌｔｒａｈｉｇｈｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）的滑动磨损性能,考察了滑动速度与载荷对其磨损的影响,通过扫描电子显微镜对ＵＨＭＷＰＥ磨损表面形貌的观察,指出：在跑合期阶段,ＵＨＭＷＰＥ表面形成了一系列的脊;在严重磨损阶段,表面层发生了大范围的撕裂与断裂。热效应对其磨损的影响由ＰＥＤＳＣ７检测     

超高分子量聚乙烯/金属复合材料的摩擦磨损性能

用MM-200型摩擦磨损试验机研究了Ag、Cu、Co、Cr、Fe、Mo、W、Ni、Zn、Pb、Sn、Al等金属粉末填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料的摩擦磨损性能,利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:在低速条件下,金属填料可降低UHMWPE复合材料的摩擦系数;在高速条件下,金属填料对UHMWPE复合材料的摩擦系数影响不尽相同.Ag、Cu、Co、Cr、Fe、Mo、W、Ni、Zn、Pb等金属填料可使UHMWPE的耐磨性显著提高, 而Sn、Al导致UHMWPE的磨损率增大;Ag的减摩抗磨效果最佳.     

超高分子量聚乙烯摩擦学性能研究进展

综述了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在摩擦学领域的研究进展,着重评述了UHMWPE材料在人工关节方面的应用以及在减摩耐磨材料方面的研究,并提出了UHMWPE作为减摩耐磨材料在研究与应用方面几个亟待解决的问题.     

超高分子量聚乙烯／石墨包覆铜纳米粒子摩擦磨损性能

在超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中填充石墨包覆铜纳米粒子(GECNP),利用扫描电子显微镜观察了复合材料的断面形貌,用XP销-盘摩擦磨损试验机研究了其摩擦磨损性能,并用铜粉(Copper)、纳米石墨粉(GNS)作对比添加荆进行了同等试验.结果表明,GECNP均匀分散在UHMWPE中,当线速度为0.25m·s-1,GECNP填充量不高于3%时,UHMWPE/GECNP复合材料与空白UHMWPE相比磨损率降低,摩擦系数保持不变,综合性能优于UHMWPE/Copper和UHMWPE/GNS.当GECNP填充量为1%时,磨损率最低,与空白样相比降低了53.9 %,摩擦系数也略有降低.     

空心玻璃微珠/超高分子量聚乙烯复合材料低速重载工况下的摩擦磨损性能

为提升超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料在低速、重载工况下的摩擦磨损性能,使用经偶联剂表面处理的空心玻璃微珠(HGM)对UHMWPE进行填充改性,通过热压成型工艺制备HGM/UHMWPE复合材料。对HGM/UHMWPE复合材料的硬度、结晶度等进行表征,并对该材料进行干摩擦环境下的重载球盘往复摩擦试验以测定其摩擦磨损性能。结果表明,添加少量HGM可以提高UHMWPE的硬度与结晶度。当摩擦时间较短时,加入HGM会在一定程度上增大UHMWPE的摩擦系数,同时磨损率随复合材料中HGM含量的增加而先降低后升高,当HGM含量为1wt%时,复合材料磨损率最低,在50 N与100 N两种法向载荷的摩擦试验中相比于纯UHMWPE磨损率分别降低44.7%与48.4%。随着摩擦时间的增长,复合材料摩擦系数与磨损率均有不同程度的升高。当摩擦时间达到120 min时,HGM含量为2wt%的复合材料平均摩擦系数最低。此时添加少量HGM的HGM/UHMWPE复合材料在磨损率上与纯UHMWPE磨损率接近。     

超高分子量聚乙烯的剖蚀磨损

用气流喷砂型冲蚀试验装置测试了超高分子量聚乙烯（ＵｌｔｒａＨｉｇｈＭｏｌｅｃｕｌａｒＷｅｉｇｈｔＰｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）的冲蚀磨损性能，考察了冲蚀粒子的入射角，速度，粒子的硬度对冲蚀磨损的影响，用扫描电子显微镜观察冲蚀磨损表面形貌，指出：在高角冲蚀时，磨损机理主要为塑性变形和显微裂纹；在低角冲蚀时，磨损机理主要为显微镜切削和显微犁耕冲蚀磨损机理与冲蚀粒子有关。     

三维编织超高分子量聚乙烯纤维-碳纤维混杂增强环氧树脂复合材料摩擦磨损性能

以超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)-碳纤维(CF)三维混杂编织体为增强体,环氧树脂(ER)为基体,通过树脂传递模塑(RTM)工艺制备了三维编织混杂复合材料,研究了其摩擦磨损性能了,并采用混合正压力模型对摩擦系数进行了预测。结果表明,在纤维总体积含量一定的情况下,随着CF体积含量的增加,复合材料的摩擦系数增大,而其比磨损率降低。UH_3D/ER复合材料的磨损机制以粘着磨损为主,CF_3D/ER复合材料则以磨粒磨损为主,混杂复合材料的磨损机制主要取决于CF与UHMWPE纤维的相对含量 ,通过调节UHMWPE纤维和CF的体积比例可实现对复合材料摩擦磨损性能的有效调控。采用的计算模型可较好地预测UH_3D/ER的摩擦系数。     

不同纳米材料与石墨混合填充PTFE复合材料摩擦磨损性能

利用MM-200型磨损试验机考察了载荷对纳米SiO₂、TiO₂、Al₂O₃与石墨混合填充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,纳米材料及其与石墨混合都可以不同程度地提高PTFE的耐磨性,而它们对PTFE耐磨性的提高程度各不相同,其中以纳米SiO₂-石墨填充PTFE复合材料的磨损质量损失最小,纳米Al₂O₃-石墨填充PTFE复合材料的磨损质量损失较大;填充PTFE复合材料同钢对磨时的摩擦系数表现出不同的性能,纳米SiO₂-石墨填充PTFE的摩擦系数与纯PTFE相差不大。     

金属硫化物及石墨填充PTFE 复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MHK-500 型环-块磨损试验机, 对MoS₂、CuS、PbS 及石墨(添加量均为30 vo l% )填充的聚四氟乙烯(PTFE) 复合材料在干摩擦条件下与GCr15 轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了较为系统的研究, 并利用扫描电子显微镜(SEM ) 和光学显微镜对PTFE 复合材料的磨屑和摩擦磨损表面进行了观察。结果表明, 添加石墨降低了PTFE 的摩擦系数, 而添加MoS₂、CuS 及PbS则增大了PTFE 的摩擦系数; 同时, 添加MoS₂、CuS、PbS 及石墨均可将PTFE 的磨损量降低2 个数量级, 其中以PbS 的减磨效果为最好, 而MoS₂ 的减磨效果则最差。      

金属填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用ＭＨＫ－５００型环块磨损实验机,对金属Ｃｕ、ｐｂ及Ｎｉ填充改性的ＰＴＥＦＥ复合材料在干摩擦条件下与ＧＣｒ１５轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了系统研究,并利用ＪＥＭ－１２００ＥＸ／Ｓ分析电子显微镜和光学显微镜对ＰＴＥＥ复合材料的磨屑及摩擦磨损表面进行了考察。摩擦磨损实验的结果表明,金属填料Ｃｕ、Ｐｂ及Ｎｉ大大改善了ＰＴＦＥ复合材料的耐磨性,ＰＴＦＥ复合材料的磨损量比纯ＰＴＦＥ降低了１－２个数量级     

陶瓷颗粒填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MHK－500型坏－块磨损试验机,对陶瓷颗粒SiC,Si3N4,BN和B2O3填充的聚四氟乙烯（PTFE）复合材料在干摩擦条件下与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了较为系统的研究,并利用扫描电子显微镜（SEM）和光学显微镜对PTEF复合材料的摩察表现进行了观察,结果表明,添加B2O3降低了PTEF的摩擦系数,而添加SiC,Si3N4及BN则增大了PTFE的摩擦系数,但是,SiC,Si3N4,BN和B2O3均可将PTFE的磨损量降低1－2个数量级,其中以Si3N4的减磨效果最好,B2O3的减磨效果最差。     

PPESK树脂基复合材料的摩擦磨损性能

以含二氮杂萘酮结构的聚醚砚酮（ＰＰＥＳＫ）树脂为基体,填加固体润滑剂和短炭纤维（ＣＦ）制备了新型耐热脂基复合材料,研究了摩擦条件下（如载荷,行程等）和ＣＦ含量对复合材料的摩擦磨损性能的影响,分析了ＰＰＥＳK树脂及复合材料的磨损机理,结果表明,短ＣＦ和固体润滑剂的加入可有效改善ＰＰＥＳＫ的摩擦磨损性能,当ＣＦ含量为１０％时,复合材料的摩擦系数与聚西四氟乙烯（ＰＴＦＥ）相当,但比磨损率降低２个数量级,与纯树脂相比,磨擦系数减小为原来的二分之一,而复合材料的磨损特性主要表现为粘着磨损,ＰＰＥＳＫ树脂基复合材料批基体,聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）具有更好的耐磨性和自润滑性。     

纤维及晶须增强PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MHK－500型环－块磨损试验机,对炭纤维,玻璃纤维及钛酸钾（K2Ti6O13)晶须增强聚四氟乙烯（PTFE）复合材料在干摩擦条件下与GCr15轴承钢对磨时的摩擦学性能进行了较为系统的研究,并利用扫描电子显微镜（SEM）和光学显微镜对其磨屑和摩擦表面进行了观察。结果表明,炭纤维,玻璃纤维及K2Ti6O13晶须虽增大了PTFE的摩擦系数,但均可将PTFE的磨损量降低2个数量级,其中玻璃纤维的减磨效果最好,K2TiO13晶须的减磨效果最差,由于K2TiO13晶须的承载能力较差,致使K2Ti6O13晶须增强PTFE复合材料的磨损表面发生了明显的挤压变形,因而该复合材料具有较高的摩擦和磨损。     

碳毡/铜复合材料的摩擦磨损特性研究

本文研究了用电沉积法制备的碳毡/铜复合材料的摩擦磨损特性。研究结果表明,在干摩擦条件下,复合材料的耐磨性主要与摩擦副间维持连续有效碳膜时间的长短有关,该时间取决于碳毡纤维的体积分数。在油润滑条件下,碳毡/铜复合材料的耐磨性与复合材料的硬度及纤维弯曲和破断所消耗能量的多少有关。在这两种条件下,复合材料的耐磨性均明显优于常用耐磨铜合金ZQSn6-6-3.     

玻璃纤维,碳纤维填充聚甲醛的摩擦磨损性能研究

利用ＲＦＴ－Ⅲ往复摩擦磨损试验机测试了玻纤，碳纤填充聚甲醛所形成复合材料的摩擦磨损性能，并利用ＳＥＭ和ＸＰＳ研究了其磨损机理，研究发现，填加一定量玻纤，碳纤均可降低聚甲醛的磨损，但填加碳纤效果更好，ＸＰＳ分析发现钢对偶面上的Ｆｅ向玻纤，碳纤复合材料表面发生转移，并生成Ｆｅ２Ｏ３。     

钛酸钾晶须增强聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

研究了钛酸钾晶须(PTW)增强聚四氟乙烯复合材料(PTW-PTFE)的摩擦磨损性能。考察了PTW含量、摩擦温度、栽荷和滑行速度对其影响。结果表明，PTW-PTFE的磨损量仅是纯PTFE的1／10；负荷极限和滑行速度极限分别是纯PTFE的110％和160％；PTW的加入使摩擦系数更为稳定，但大小无明显改变；PTW的质量分数为5％时复合材料磨损量最小，拉伸强度最高；PTFE和PTW-PTFE在200℃的磨损量低于常温下的磨损量，但磨痕面积明显增加．观察磨损表面形貌发现，PTW的加入明显阻止了裂纹大规模的产生和扩展，提高了耐磨性。     

二硫化钼填充聚酰亚胺复合材料的摩擦学性能

利用MM-200型摩擦磨损试验机,对不同体积含量MoS2填充聚酰亚胺（PI）复合材料在干摩擦条件下与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了研究,并利用扫描电子显微镜对PI复合材料及其偶件的磨损表面进行了分析。研究发现,添加MoS2可有效降低PI复合材料的摩擦系数,且PI复合材料的摩擦系数随MoS2含量的增大而减小。除PI＋10％MoS2外,其它含量MoS2填充PI复合材料的耐磨性能均明显优于纯PI材料,但当MoS2的含量超过30％后,PI复合材料的磨损率基本不随MoS2含量变化。在较高的载荷条件下,MoS2填充PI复合材料均呈现出良好的减摩耐磨性能。