钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料的摩擦磨损性能

利用热压烧结法制备了钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料,探讨了硅酸铝纤维含量对该复合材料摩擦磨损性能的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料的磨损表面形貌,并分析了其磨损机理。结果表明:随硅酸铝纤维含量的增加,复合材料的摩擦因数增大;高温下复合材料的耐磨性能随硅酸铝纤维含量的增大而降低;未添加硅酸铝纤维复合材料的磨损形式主要表现为脆性脱落和疲劳磨损,并伴有磨粒磨损;添加了硅酸铝纤维的陶瓷基摩擦材料的磨损形式均以粘着磨损为主。     

Z-pin增强陶瓷基复合材料拉伸性能及损伤研究

研究Z-pin横向增强平纹编织陶瓷基复合材料的拉伸件能及损伤.碳纤维平纹编织物和碳纤维Z-pin制备的预制体,通过化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)工艺制成Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料.采用单轴拉伸试验及加一卸载试验研究材料拉伸力学性能参数及破坏机理.结果表明,Z-pin嵌入引起的面内纤维断裂、损伤以及弯曲变形,降低了平纹编织陶瓷基复合材料的抗拉强度;Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料抗拉应力应变曲线具有非线性特性;卸载再加载过程中损伤基本没有增加,残余应变与卸载应力成二次关系,卸载模量与卸载应力成Boltzmann关系.     

风力机叶片用复合材料的拉伸及冲蚀磨损性能

采用真空灌注成型工艺制备了风力机叶片用玻璃纤维增强树脂基复合材料,研究了其显微结构、拉伸性能以及在气固两相流下的冲蚀磨损性能。结果表明:复合材料的拉伸曲线呈Weibull分布,断裂前无明显的屈服现象;铺设6层纤维织物复合材料的拉伸强度为456.87 MPa,12层的拉伸强度为646.69MPa,其弹性模量均为4 720.36MPa;复合材料冲蚀率分别随冲蚀颗粒冲击角和冲击速度的增加而增大,随着颗粒粒径的增大成波动性下降。     

Al_2O_3连续增强铝基复合材料的干摩擦磨损特性

通过摩擦磨损试验对比研究了含质量分数18%SiC颗粒和不含SiC颗粒的Al2O3连续增强铝基复合材料与NAO(无石棉有机材料)配副的干滑动摩擦磨损行为。结果表明:复合材料在较低的滑动速度(0.628m·s-1)下,最大启动摩擦因数随正压力的增大而降低;在较高的滑动速度(2.512m·s-1)下,最大启动摩擦因数随正压力的增大呈先减小后增大的趋势;正压力一定时,最大启动摩擦因数随滑动速度的增大先减小后增大;含SiC的Al2O3连续增强铝基复合材料比不含SiC的Al2O3连续增强铝基复合材料具有更高的摩擦因数和更好的耐磨性。     

凹凸棒土改性聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用原位聚合法制备凹凸棒土/聚酰亚胺纳米复合材料,考察纳米复合材料的力学性能及在干摩擦、水润滑和油润滑3种情况下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌。结果表明:凹凸棒土质量分数为3%时,复合材料的拉伸强度最好,随着纳米颗粒含量的增加,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率明显下降,而弹性模量一直呈现上升趋势;在干摩擦条件下,低含量的纳米颗粒有助于转移膜的形成,可以有效改善材料的摩擦性能;在水润滑下,由于水的溶胀和冷却作用,摩擦因数较干摩擦降低了一个数量级;在油润滑下,润滑油的流动性有助于纳米颗粒分布到整个摩擦表面,材料的摩擦因数及磨损率有明显降低,相比于干摩擦和水润滑的磨粒磨损,此时磨损机制以疲劳磨损为主。     

纳米ZnO填充尼龙1010复合材料的力学与摩擦学性能

采用热挤压方法制备了不同纳米ZnO添加量的尼龙1010(PA1010)复合材料,对其力学和摩擦学性能进行了试验研究.结果表明:添加少量纳米ZnO可以提高复合材料的抗拉强度、表面硬度和弹性模量;过量纳米ZnO造成复合材料抗拉强度的下降,原因在于纳米颗粒在尼龙1010基体内的分散均匀性变差,并在基体内部形成微裂纹缺陷;纳米ZnO最佳添加量为3.0%～5.0%,随ZnO添加量的增加复合材料的摩擦因数提高,磨损率有一定程度的降低,最多可达30%.     

稻壳纤维/聚氯乙烯木塑复合材料性能研究

采用模压成型的方式、通过实验探索玻璃纤维(GF)含量及偶联剂处理对聚氯乙烯(PVC)/稻壳木塑复合材料的力学特性和耐磨性的影响。实验结果表明:PVC/稻壳木塑复合材料的硬度随GF含量增加呈现先减小后增大的趋势。GF含量在15%以下时,随着GF用量的增大,木塑复合材料的拉伸强度与冲击强度总体上随之变大,超过15%则随GF含量增大而减小。而弯曲强度出现先减后增的趋势,弯曲弹性模量则与之相反。木塑复合材料的耐磨损性在GF含量为15%时最佳,摩擦系数在10%时最大。合适的偶联剂处理能增强木塑复合材料的力学性能和耐磨性。其中γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)的增强效果比较好,钛酸酯不能提高PVC/稻壳木塑材料的力学性能和耐磨性。     

深冷处理对SiC_p增强铝基复合材料热膨胀性能的影响

采用熔铸搅拌法制备了不同含量SiCp增强铝基复合材料,研究了深冷处理对不同SiCp含量增强铝基复合材料热膨胀性能的影响。结果表明:增强颗粒越多,对材料膨胀的制约作用就越强,热膨胀系数越低;复合材料的热膨胀系数随温度升高而增大;复合材料的热膨胀系数和材料中的残余应力密切相关;复合材料经深冷处理并升回室温时,残余应力降低,热膨胀系数也降低;深冷次数越多,热膨胀系数越小。     

碳纤维陶瓷基复合材料用于密封摩擦副的温度场研究

机械密封摩擦副材料的选择对密封的性能有很大的影响。碳纤维陶瓷基复合材料作为新兴复合材料,具有耐腐蚀性能优异、机械强度高、耐热性和热传导性能良好等特点,是机械密封副配对材料的很好选择。选用碳纤维陶瓷基复合材料作为机械密封摩擦副材料,用数值模拟方法得到其机械密封摩擦副间温度场的模拟值,并通过实验验证数值模拟的准确性。碳纤维陶瓷基复合材料应用于机械密封摩擦副时,密封在降低温升、减少泄漏及减少摩擦磨损方面改良效果明显。     

Ekonol/石墨/MoS2填料对PTFE力学和摩擦磨损性能的影响

研究了Ekonol含量对Ekonol／石墨／MoS2／P，PTFE复合材料的力学性能、摩擦磨损性能的影响，以及滑动速度、载荷对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后的表面形貌，并探讨了其磨损机制。结果表明：加入填料降低了材料的拉伸强度和弯曲强度，但提高了弯曲模量和硬度；同时填料能提高材料的磨损性能，但使摩擦因数升高了；当Ekonol含量较低时，磨损机制为粘着磨损，随着填料含量的增加，Ekonol分散到基体中，起到了承载作用，阻止了PTFE基体的带状破坏，磨损机制为疲劳磨损和轻微的粘着磨损；摩擦因数随载荷的增大而减小，随滑动速度的增大而增大，在相同的滑动时间内，磨痕宽度随载荷和滑动速度的增大而增大。     

玻纤增强环氧树脂复合泡沫材料在酸碱腐蚀下的弯曲性能研究

制备了玻纤-空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料试件。通过三点弯曲实验,得出了其载荷-位移曲线,研究了玻璃纤维含量对复合泡沫材料的弯曲强度、弯曲弹性模量的影响规律。通过浸泡实验,测量了试件在H_2SO_4和NaOH溶液中的吸湿率随时间的变化曲线。结合扫描电镜图片,分析了酸碱腐蚀对复合材料弯曲性能的影响原因。研究结果表明,当玻纤质量比为10%时,复合材料的弯曲强度达到最大值,较未添加纤维的试件增强了27%,但继续添加纤维,其强度则逐渐降低。酸碱浸泡腐蚀大幅度的降低了复合泡沫材料的弯曲强度,其直接原因是酸碱腐蚀了玻璃纤维与环氧树脂基体的界面,同时对树脂基体也有一定的腐蚀作用。     

聚酯纤维布增强聚氨酯树脂基复合材料的摩擦学性能

采用层压法制备了7层聚酯纤维布增强聚氨酯树脂基复合材料,研究了聚氨酯中甲、乙组分的比例对复合材料力学性能和摩擦学性能的影响,以及二硫化钼的添加量和聚酯纤维布不同编织方向对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:随聚氨酯中乙组分含量的增大,复合材料的拉伸强度、弹性模量、邵氏硬度和耐磨性能得到改良;二硫化钼的添加可以提高复合材料的耐磨性,复合材料在聚酯纤维布经向和纬向上的摩擦磨损性能要优于偏轴方向的。     

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。     

聚乳酸竹粉复合材料性能影响因素分析

以竹粉、聚乳酸(PLA)为原材料,以模压成型的方法制备竹粉/PLA复合材料,通过测试其力学性能,摩擦磨损性能和吸水性能来分析竹粉的含量对复合材料性能的影响。实验结果表明:当竹粉含量为30%时,复合材料的洛氏硬度值,弯曲强度以及抗摩擦磨损性能达到最高,之后呈下降趋势。竹粉含量为50%时,材料的冲击强度,拉伸强度达到最大值,竹粉含量超过50%之后,开始明显下降。复合材料的吸水性能逐渐增加。综合实验结果来看,竹粉的添加有利于改善力学性能,提高材料的抗摩擦磨损性能和吸水性能。     

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.     

碳化硼增强铝基复合材料的摩擦磨损性能

为了比较两种含量不同的碳化硼颗粒增强铝基复合材料的摩擦学性能,将其加工成销试样,在多功能摩擦磨损试验机上分别与钢盘试样进行对比摩擦磨损试验,重点研究了接触载荷和相对滑动速度对两种复合材料摩擦磨损性能的影响.结果表明:碳化硼增强铝基复合材料的磨损量随载荷与相对滑动速度的增大而增大,而摩擦因数随载荷与相对滑动速度的增大而减小,较高碳化硼含量的复合材料的耐磨性能比较低含量的复合材料好.     

橡胶含量对混杂纤维增强橡胶基复合材料中低速摩擦学性能影响*

为探究橡胶含量对混杂纤维增强橡胶基复合材料中低速摩擦学性能的影响,在一种成熟橡胶基摩擦材料配方的基础上,通过调整配方中的橡胶含量,制备不同橡胶含量的混杂纤维增强橡胶基复合材料,对其进行力学性能、中低速下摩擦学性能进行测试,并通过观测不同试样摩擦表面的微观形貌,分析其摩擦磨损机制。结果表明：随着橡胶含量增加,复合材料的交联密度增大,复合材料硬度、密度呈先升高后降低的趋势;随着橡胶含量增加,复合材料的摩擦因数和摩擦因数稳定性呈先降低后升高再降低的趋势,质量磨损率呈先升高后降低的趋势;橡胶基复合材料在摩擦过程中存在黏着磨损和磨粒磨损,以黏着磨损为主。综合比较,橡胶质量分数为28%时,复合材料的摩擦因数适中、且动静摩擦因数接近,可有效抑制制动噪声产生。     

ZnOw填充铸型尼龙复合材料滚动摩擦磨损行为

研究ZnOw填充铸型尼龙(MC)复合材料的滚动摩擦学性能.结果表明,ZnOw/MC复合材料的拉伸强度随氧化锌晶须含量增加而升高,而断裂伸长率随氧化锌晶须含量的增加而降低;ZnOw/MC复合材料的摩擦因数和磨损率均随氧化锌晶须含量增加而降低;随着氧化锌晶须填充量的增加,磨损.ZnOw/MC复合材料的磨损机制由黏着磨损变为疲劳     

玻璃纤维增强空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料弹性常数分析

空心玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料中添加玻璃纤维可增强复合材料的力学性能。建立了玻璃微珠及玻璃纤维两种排列形式的复合材料有限元模型,并通过改变玻璃微珠的体积分数和壁厚比来研究复合材料的弹性模量和泊松比的变化规律及内部应力分布规律。结果表明:复合材料的弹性模量随玻璃微珠壁厚比增加而增加,随体积分数的变化规律则因壁厚比不同而表现出不同的规律;泊松比随玻璃微珠体积分数增加而降低,随壁厚比增加则出现先增加后降低的规律。采用Voigt模型和混合法则提出了复合材料沿纤维轴向的弹性模量预测公式,当微珠壁厚比小于0.2时,预测结果与数值模拟结果较为吻合。     

真空热压烧结SiC_p/Al复合材料的界面元素扩散及增强断裂机理

采用真空热压粉末冶金烧结工艺制备了含SiC颗粒体积分数分别为 5 %、15 %和 2 5 %的SiC颗粒增强铝基复合材料 ,结合其力学性能、扫描电镜和界面微区能谱分析结果 ,分析了SiC/Al复合材料的真空烧结过程中的界面现象 ,以及材料增强和断裂机理。结果表明 ,真空烧结过程中出现了界面反应 ,改善了界面结合强度 ,断裂破坏主要在基体上进行。随着SiC粒子体积分数的增加 ,SiCp/Al复合材料的抗拉强度增加 ,弹性模量显著增加 ,延伸率降低 ,材料脆性增加。