碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜酮复合材料的摩擦学性能

利用MRH-03型环-块摩擦磨损试验机研究不同碳纤维含量的聚醚砜酮(PPESK)基复合材料的摩擦磨损性能,讨论载荷、速度及润滑介质对质量分数10%碳纤维增强复合材料摩擦磨损性能的影响,并用SEM观察材料的断面形貌和磨损表面形貌。结果表明:适量碳纤维的加入可以明显提高材料的摩擦磨损性能,并使得复合材料干摩擦条件下的磨损机制由严重的磨粒磨损和黏着磨损转变为黏着磨损和轻微的磨粒磨损。以质量分数10%碳纤维增强的复合材料为例,随着载荷的增加复合材料在干摩擦条件下的摩擦因数降低,而磨损率先降低后增加,在高滑动速度下复合材料的摩擦因数降低而磨损率增加;而海水润滑介质的加入大大降低了材料的摩擦因数和磨损率,并使得复合材料的磨损机制由干摩擦条件下的黏着磨损和轻微的磨粒磨损转变为轻微的磨粒磨损。     

碳纤维增强PI聚合物在海水润滑下的摩擦学性能研究

利用MCF 10耐海水腐蚀摩擦磨损试验机考察不同含量碳纤维（CF）增强的聚酰亚胺（PI）聚合物在海水润滑条件下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜（SEM）观察磨损表面形貌,分析材料磨损机制。结果显示,CF填料能够有效地提高PI在海水中的耐磨性,其耐磨性能随着CF添加量的增加先上升后下降,当CF体积分数为20%时,PI复合材料的抗磨性能最好,这是因为耐磨性好的CF承担了摩擦过程中的大部分载荷,抑制了PI的磨损;CF的加入增强了PI复合材料对对偶面的刮擦和犁耕作用,导致摩擦因数升高并出现较大幅度的振荡,不同CF添加量的PI复合材料的摩擦因数差不大;纯PI的磨损主要表现为黏着磨损和机械犁耕,CF增强PI的磨损主要是基体的磨粒磨损和填料的磨平和折断。     

碳纤维粉增强氟橡胶复合材料摩擦学性能研究

采用液相氧化法对碳纤维进行不同时间表面刻蚀,利用扫描电镜分析碳纤维的表观形貌;采用开炼共混和平板硫化方法制备改性后碳纤维/氟橡胶复合材料,研究改性碳纤维用量对复合材料硫化特征、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着氧化时间的增加,碳纤维表面沟槽纹路变深变宽,从而与橡胶基体有更好的界面结合性;随着碳纤维用量的增加,复合材料交联密度增大,而拉伸性能降低;碳纤维的加入使复合材料摩擦磨损性能明显提高,最高可使材料摩擦因数降低近45%,耐磨性提高近1倍;经过表面改性的碳纤维能使复合材料的摩擦因数和磨损率更低,耐磨性能更好。     

组装改性碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能

采用十八烷基磷酸酯对碳纤维表面进行组装改性,用红外光谱仪对改性前后的碳纤维进行表征,并测量其静态接触角;研究组装改性碳纤维增强PEEK复合材料的摩擦学性能。结果表明：纯十八烷基磷酸酯组装改性的碳纤维粉体接触角高达120°,展现强疏水性;干摩擦条件下,组装改性碳纤维增强复合材料磨损率表现出先降低后升高的趋势,碳纤维质量分数为10%时磨损率和摩擦因数均达到最低,并且纯十八烷基磷酸酯改性效果最好,改性后的复合材料磨损面光滑,耐磨性能明显提高。     

钛酸钾晶须增强聚醚砜复合材料摩擦学性能的研究

采用机械共混-模压成型方法制备了PTW(K2Ti6O13)/PTFE/PES复合材料,通过摩擦磨损实验方法对材料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制.结果表明:用机械共混-模压法能制得摩擦学性能优良的PTW/PTFE/PES复合材料;随着PTW含量的增加,复合材料的磨损机制发生了由微切削、粘着磨损向疲劳磨损的转变.     

纳米和微米SiO2颗粒对PPESK复合材料摩擦学性能的影响

用热压成型法制备了纳米、微米SiO2填充聚醚砜酮(PPESK)复合材料,考察了复合材料的硬度和抗弯强度,并研究了干摩擦条件下纳米、微米SiO2颗粒对复合材料摩擦磨损性能的影响,用扫描电镜观察分析了复合材料磨损表面形貌及磨损机理。结果表明：干摩擦条件下,纳米SiO2填充PPESK主要是轻微的磨粒磨损;而微米SiO2填充PPESK主要是严重的磨粒磨损。     

石墨填充聚醚酰亚胺摩擦学性能分析

在M-200摩擦试验机上进行不同含量石墨填充PEI基复合材料的摩擦磨损试验,利用扫描电子显微镜分析了断口和磨损表面的显微结构,并分析了磨损机制。考察了表面硬度随含量填充量的变化规律。试验结果表明:石墨在复合材料基体中呈片状结构,磨损过程中易形成转移膜,从而改善了摩擦磨损情况,其中填充质量分数10%石墨的PEI基复合材料摩擦因数最低,填充30%石墨的复合材料磨损率最低,材料表面硬度随着填充石墨含量的增加而降低,石墨填充量在5%～30%之间表面硬度下降平缓,当填充量超过30%时,材料表面硬度下降剧烈。     

混杂纤维增强材料在水润滑条件下的摩擦学性能研究

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为基体,芳纶/玻纤混杂纤维为增强纤维,经热压烧结制备一种矿井提升系统的摩擦材料,在水润滑条件下研究其摩擦学性能,并用扫描电镜(SEM) 观察材料的磨损形貌。结果表明,添加混杂纤维的摩擦材料相比未添加混杂纤维的摩擦材料具有更好的摩擦学性能,表现为低的摩擦因数和磨损率以及稳定的摩擦学性能。摩擦过程中,添加混杂纤维的材料的磨损机制为疲劳和塑性变形,未添加混杂纤维的材料的磨损机制主要表现为疲劳、犁沟以及少量黏着磨损。     

聚四氟乙烯碳纤维增强双马来酰亚胺复合材料的摩擦学性能

研究了不同含量PTFE碳纤维增强双马来酰亚胺复合材料的力学和摩擦学性能,并分析了在干摩擦和水润滑条件下的磨损表面形貌和磨损机制。结果表明:添加质量分数10%~15%PTFE的复合材料体系机械性能最佳,随PTFE含量的增加,复合材料的摩擦因数下降,而磨损率呈上升趋势。水润滑下,摩擦因数和磨损率比干摩擦下都有相应的降低。干摩擦下,材料的磨损主要以塑性变形、微观破裂及破碎为主;水润滑下,这一机制明显减弱,主要表现为微切削形态。     

PTFE基复合材料海水润滑下的摩擦学性能研究

研究碳纤维/聚四氟乙烯（CF/PTFE）、玻璃纤维/聚四氟乙烯（GF/PTFE）复合材料与氮化硅陶瓷配副在海水环境下的摩擦学性能与润滑机制,分析滑动速度对摩擦副海水润滑性能的影响规律。结果表明：在海水润滑条件下,随着滑动速度的增加,PTFE、CF/PTFE、GF/PTFE材料与Si3N4陶瓷配副时的摩擦学性能均有明显改善,摩擦因数与磨损率均呈显著降低的趋势,其中CF/PTFE复合材料表现出更为优异的摩擦学性能,在1 000 r/min滑动速度下摩擦因数低至0.026。磨损表面表征结果表明,在海水润滑条件下,PTFE基复合材料在摩擦过程中由于摩擦化学反应生成了润滑膜,可为摩擦副提供良好的润滑和减磨作用,从而减少摩擦磨损行为的发生。     

尼龙共混复合材料的摩擦学性能研究

研究制备了三种共混型尼龙复合材料UHMWPE／PA66、MAH—g—EPDM／PA66、UH—MWPE／MAH—g—EPDM／PA66，对比评价了三种材料和纯尼龙66的摩擦学性能，对UHMWPE、MAH—g—EPDM对PA66摩擦磨损性能的影响进行了微观分析。摩擦磨损试验及SEM分析表明，MAH—g—EPDM／PA66材料具有良好的摩擦学性能和界面形态。MAH—g—EPDM明显提高尼龙的摩擦学性能，三元共混物的磨损过程中可以生成良好的聚合物转移膜。     

环境介质对UHMWPE纤维织物复合材料摩擦学性能影响的研究

采用玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机研究超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维织物复合材料在干摩擦及在海水、机械油介质中的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜对其磨损表面和摩擦对偶表面进行观察和分析。结果表明,海水和机械油可以分别在对偶表面形成软质薄膜和润滑膜,起到了减摩作用;同时,水分子和油分子会渗入到复合材料内部,降低纤维与树脂间的黏接强度,导致复合材料抗磨性能的降低。     

固体润滑剂对碳纤维增强尼龙复合材料摩擦学性能的影响

分别制备了PTFE／碳纤维、MoS2／碳纤维混杂增强的尼龙66复合材料,用MM-2000型摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能,用SEM和XPS分析了磨损表面。结果表明：PTFE／碳纤维混杂增强可以明显改善尼龙复合材料摩擦学性能;MoS2／碳纤维混杂增强没有改善复合材料的摩擦学性能;MoS2在摩擦过程中氧化生成的MoO3充当了摩擦副之间的磨粒,其磨损机理推测为粘着和磨粒磨损的综合作用。     

赛龙轴承材料摩擦学性能的试验研究

利用数显式高速环块摩擦试验机,对赛龙轴承试块/镀镍钢环配副,分别在干摩擦、湿润滑、海水润滑条件下,进行摩擦磨损试验研究,分析赛龙轴承的摩擦磨损性能.结果表明:赛龙干摩擦时的平均摩擦因数为0.4左右,相对其他非金属材料,赛龙的干摩擦性能较好,但赛龙不耐高温,高温时材料表面会被破坏生成丝状磨屑;湿润滑时赛龙的摩擦因数比干摩擦时的低,说明湿润滑时已处于边界润滑状态;海水润滑时摩擦因数较低,此时润滑状态逐渐变为完全流体动压润滑状态.正交试验结果表明,干摩擦和湿润滑时,转速变化对摩擦因数的影响较大;海水润滑时,载荷变化对摩擦因数影响较大.     

石墨增强的聚酰亚胺复合材料摩擦学性能研究

利用SST-ST销/盘摩擦试验机,研究质量分数15%石墨增加的聚酰亚胺复合材料在68#液压油介质中的摩擦磨损行为。结果表明：聚酰亚胺复合材料摩擦因数随摩擦时间的增加有减小趋势;平均摩擦因数随PV值的增加而减小;磨损率随PV值的增大呈现先减小后增大的变化趋势;磨损机制在低PV值条件下主要为磨粒磨损和材料塑性变形,随PV值的增加,磨损机制逐渐转变为以黏着磨损为主。     

水润滑下偶件表面粗糙度对PTFE复合材料摩擦学性能的影响

通过水润滑下的摩擦磨损实验,研究了偶件表面粗糙度对MoS2/PTFE复合材料摩擦学性能的影响,分析了在不同的偶件表面粗糙度下的摩擦学行为.实验结果表明:在水润滑下,一般存在着一个较佳的偶件表面粗糙度范围,在这个范围内可以取得较低的摩擦因数和磨损率;当偶件表面粗糙度高于这个范围时,摩擦磨损机制主要是机械作用;而当偶件表面粗糙度低于这个范围时,则主要是由于分子作用导致摩擦磨损.即当偶件表面粗糙度超出某一范围时,摩擦磨损行为将发生转变.     

碳纤维增强铜基轴承合金的制造工艺和性能研究

在碳纤维增强铜基轴承合金前期研究的基础上，对短碳纤维增强铅青铜基和锡青铜基复合轴承合金的机械性能和摩擦磨损性能作进一步研究，探讨了制造工艺对其性能的影响。结果表明，碳纤维的加入明显提高了两种轴承合金的减摩耐磨性能和机械性能；除热压法外，二次压制烧结法也是制造碳纤维／铜基轴承合金的可行方法；碳纤维加入铜基轴承合金中对其摩擦对偶件没有特殊的要求。     

沥青基碳纤维增强环氧模塑料的摩擦磨损性能

分别在干摩、注水润滑条件下,研究了沥青基碳纤维增强环氧模塑料中碳纤维含量的改变对摩擦磨损性能的影响。结果表明,干摩和注水润滑下,碳纤维含量的改变对模塑料的摩擦系数影响不大,而显著影响其磨损性能,当纤维含量为６０％时,比磨耗率最小。滴水和注水的润滑效果相当,两者都显著降低摩擦系数,减小比磨耗率。当加入玻璃纤维后,无论其含量多少,都会显著提高摩擦系数,增大磨损率。     

聚醚醚酮多元复合材料的摩擦学研究

采用模压法制备了PEEK多元复合材料,用环-块磨损实验机对复合材料进行了磨损试验,用SEM方法对复合材料的磨损表面进行了观察和分析,并利用DSC、红外光谱（FTIR）和SEM分析方法对复合材料的磨屑进行了研究,并探讨了复合材料的磨损机制。结果表明：与PEEK相比,复合材料具有优良的摩擦学性能;PEEK复合材料磨屑的熔点比相应模压材料有所降低,且磨屑的熔限比相应的模压材料有所加宽;随着Ekonol含量的增加,复合材料的磨损机制发生了由粘着磨损为主向疲劳磨损为主的转变;通过磨屑形貌分析和对磨损表面的观察与分析所得的关于复合材料的磨损机制的结论是一致的。