长石粉对酚醛树脂基摩擦材料性能的影响

采用热压成型工艺制备混杂纤维增强酚醛树脂基摩擦材料,在定速式摩擦试验机和万能试验机上研究了不同长石粉含量对材料摩擦磨损性能和力学性能的影响,借助扫描电子显微镜观察磨损表面形貌并分析其磨损机理。结果表明,长石粉的加入对材料的力学性能有明显改善,相比于无长石粉的材料,当长石粉质量分数为6%时,材料的弯曲强度、压缩强度、剪切强度和冲击强度和洛氏硬度分别提高17.76%,10.62%,15.75%,7.81%和5.24%,但密度降低6.34%。且长石粉质量分数为6%时摩擦材料摩擦磨损性能最佳,100℃时的摩擦系数高达0.51,且磨损率最低,为1.2×10-8cm3/(N·m);其磨损机制从200℃时的粘着磨损转变为300℃时的典型磨粒磨损。     

酸化MWCNTs填充EP/BF复合材料的摩擦磨损性能

将多壁碳纳米管(MWCNTs)进行酸化处理并填充到环氧树脂(EP)/玄武岩纤维(BF)复合材料中,制备了一种新型酸化MWCNTs填充EP/BF复合材料。研究了酸化MWCNTs对EP/BF复合材料摩擦磨损性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了MWCNTs酸化前后表面官能团的变化,使用摩擦磨损机测试了酸化MWCNTs填充EP/BF复合材料的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的磨损表面的微观形态进行了表征。结果表明,酸化MWCNTs能够有效地提高EP/BF复合材料的摩擦磨损性能。在EP/BF复合材料中填充质量分数为1.5%的酸化MWCNTs,能够使EP/BF复合材料的摩擦系数降低28.57%,磨损率降低51.37%。     

玄武岩纤维对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

为探究玄武岩纤维在树脂基摩擦材料中的应用,采用热模压工艺制备了玄武岩纤维质量分数为0～20%的树脂基复合材料,对其进行摩擦磨损性能试验,并检测硬度和抗剪强度,观察磨损表面微观形貌,探讨其磨损机制。结果表明:向树脂基摩擦材料中添加玄武岩纤维,具有显著提高材料的硬度、抗剪强度,降低磨损率,增大摩擦系数和热衰退温度的作用。玄武岩纤维增强的摩擦材料硬度越高,摩擦系数越大,剪切强度和硬度越高,磨损率越小;当玄武岩纤维含量为15%时,磨损率最低,达到0.23 cm~3/(N·m);当玄武岩纤维含量为20%时,摩擦系数最大,达到0.45。玄武岩纤维增强的树脂基摩擦材料,其磨损机理以磨粒磨损为主。     

玄武岩纤维与玻璃纤维对汽车摩擦材料性能影响

增强纤维种类和含量是影响汽车摩擦材料性能的重要因素,在同源配方中分别采用玄武岩纤维和玻璃纤维,测试了摩擦材料的摩擦系数、冲击强度、洛氏硬度性能。结果表明,质量分数为8%的玄武岩纤维摩擦材料比质量分数为8%的玻璃纤维摩擦材料的洛氏硬度可以提高33.8%,冲击强度提高7.45%,且摩擦性能相对稳定,磨损率低,是制备高性能摩擦材料替代玻璃纤维的优选原料。     

玄武岩纤维增强聚苯硫醚复合材料摩擦磨损性能的研究

使用玄武岩纤维(BF)作为增强体制备了BF增强聚苯硫醚(PPS)复合材料,研究了BF增强PPS复合材料的摩擦磨损性能,以及不同体积分数的BF增强体、不同载荷与滑动速度对复合材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明,引入BF能有效地提高了复合材料的摩擦磨损性能,复合材料的摩擦因数随BF体积分数的增加逐渐提高;复合材料的摩擦因数随载荷的增加逐渐降低,但磨损率增大。     

连续玄武岩纤维/玄武岩玻璃粉体增强无溶剂环氧涂料的制备

采用连续玄武岩长丝织物和玄武岩玻璃(即黑宝石)粉体共同作为改性增强材料,应用于无溶剂环氧玻璃鳞片涂料中,给出了涂膜的力学性能、耐水性及耐磨性能变化曲线。通过二元方差分析,发现玄武岩织物的种类和黑宝石粉体的含量对涂料的性能影响不显著。实验发现,玄武岩织物和黑宝石粉体的加入能有效提高涂料的拉伸强度和耐水性。     

纤维含量对新型摩擦材料的性能影响

通过改变增强体纤维含量(10wt%~30wt%)研究其对新型摩擦材料的摩擦磨损性能的影响。通过定速摩擦性能试验机测试不同纤维含量材料的摩擦磨损性能;采用扫描电子显微镜观察试样磨后的微观形貌,进而分析其摩擦过程。结果表明:随混杂纤维含量的增加,各温度阶段的摩擦系数逐渐减小,磨损率总体呈现先降低后增大的趋势,纤维含量为10%~15%摩擦材料具有较高且稳定的摩擦系数和低磨损率。     

改性玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

采用偶联剂KH570对玄武岩纤维(BF)进行表面改性,研究表面改性BF的长度、添加量对增强环氧树脂(EP)复合材料力学性能的影响。结果表明,改性BF表面产生很多凸起,变得非常粗糙。BF表面改性使复合材料的拉伸强度提高10%～20%,冲击强度提高10%～40%。随着改性BF长度及添加量的增加,复合材料的力学性能显著提高。当改性长BF的质量分数为4%时,与纯EP相比,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高248.3%和451.5%。长BF的增强效果明显好于改性长玻璃纤维(GF),尤其纤维的添加量较大时复合材料拉伸强度的提高更为明显。当长BF的质量分数为4%时,长BF增强复合材料的拉伸强度较长GF增强复合材料提高37.8%,冲击强度提高9.2%。     

芳纶浆粕对酚醛树脂基摩擦材料性能影响

以酚醛树脂为基体,使用高模量、高强度、吸附性好、热稳定性能优异的芳纶浆粕作为增强纤维,石墨、萤石、重晶石等作为填料,通过干法热压成型工艺制备酚醛树脂基摩擦材料。研究了芳纶浆粕含量对材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌,初步分析芳纶浆粕在摩擦材料中的作用机理。结果表明,芳纶浆粕可以使材料的冲击强度和硬度明显提高;当配方中芳纶浆粕含量较低时,材料的摩擦系数变化不大,随着含量进一步增加,材料的摩擦系数明显升高;适量的芳纶浆粕有助于形成致密均匀的摩擦层,进而提高材料的摩擦稳定性,同时降低磨损率。当配方中芳纶浆粕的质量分数为2%时,材料达到最佳的摩擦磨损性能。     

热固性聚酰亚胺复合材料的往复摩擦磨损性能研究

采用热模压成型方法制备了玄武岩纤维增强、多元填料改性的热固性聚酰亚胺复合材料，研究了复合材料的组织结构、摩擦磨损性能与磨损机制。结果表明：所制备的多元复合材料组织致密，玄武岩纤维和各填料分散均匀，硬度明显高于纯聚酰亚胺(PI)和玄武岩纤维改性聚酰亚胺(BF/PI)。摩擦磨损实验结果表明，多元复合材料具有优良的耐磨性能和摩擦稳定性，摩擦系数明显低于PI和BF/PI,磨损率分别较纯PI试样和BF/PI试样低约50.3%和19.9%。     

不同种类酚醛树脂黏结剂对摩擦材料性能的影响

分别以未改性通用酚醛树脂、特殊改性刹车片专用酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂为黏结剂,玄武岩纤维、钢纤维为增强纤维制备四种酚醛树脂基摩擦材料。对试样进行物理性能、机械性能和摩擦磨损性能测试。结果表明,四种摩擦材料的密度相差不大,未改性通用酚醛树脂基摩擦材料的硬度符合刹车片使用要求,腰果壳油改性酚醛树脂基摩擦材料具有最佳的冲击强度和压缩强度;在摩擦过程中,腰果壳油改性树脂摩擦表面形成碳化膜,碳化膜的存在使摩擦材料的摩擦系数相对比较稳定,降低了磨耗量。研究表明,腰果壳油改性树脂基摩擦材料的综合性能最优。     

PTFE改性玻纤增强MPPO材料力学性能及耐摩擦磨损性能的研究

采用直径为3.0μm的短玻纤(GF)(GF质量分数为20％)增强改性聚苯醚(MPPO),将其与粒径为5～7 μm的聚四氟乙烯(PTFE)微粉和甲基苯基硅油构成摩擦因数较低的耐磨体系.通过熔融共混法制备PTFE改性GF增强MPPO材料(简称MPPO/20％GF复合材料).对MPPO/20％GF复合材料的力学性能、热变形温...     

Friction properties of graphene reinforced nitrile rubber composites after thermal oxidation aging: Experiment and molecular dynamics simulation

We established friction models for pure NBR, GNS/NBR, and GO/NBR composites through molecular dynamics (MD) simulation. Our study focused on the impact of GNS and GO on the friction properties of nitrile rubber (NBR) composite materials after undergoing thermal oxygen aging. Based on the simulation results, it can be observed that the GNS/NBR and GO/NBR composites' coefficient of friction (COF) decreases by 20.8% and 24.8%, respectively, at 348 K. Additionally, the abrasion rate is reduced by 17.4% and 25.7%, respectively, for the same composites. Adding GNS and GO can effectively improve the friction performance of the NBR composite system, and compared with GNS, GO shows a better enhancement effect. Pure NBR and GO/NBR composite materials were prepared by mechanical blending method, and the friction properties of GO-enhanced NBR composite materials were studied. The experimental results show that the GO/NBR composite material can maintain a low friction and wear coefficient after thermal and oxygen aging. It shows that adding GO can effectively improve the friction properties of NBR composite systems and slow down the weakening effect of aging on the friction properties of NBR composite materials. This is because the GO surface contains wealthy functional groups such as epoxy groups, which enhances the binding strength between the GO and NBR interface so that the GO/NBR composite material exhibits better friction properties and thermal oxygen aging resistance. In addition, the wear surface was characterized by scanning electron microscopy (SEM), revealing the damage mechanism of friction and wear of NBR composite materials.     

玄武岩纤维和钢纤维含量对树脂基摩擦材料性能的影响研究

以酚醛树脂、丁腈橡胶、重晶石、玄武岩纤维和钢纤维等为原料进行摩擦材料的制备,研究了玄武岩纤维和钢纤维含量对摩擦材料力学性能和摩擦磨损性能的影响.结果表明,当玄武岩纤维含量为10％～25％(质量分数,下同)时,随着纤维含量的减少,摩擦材料的冲击强度增大、压缩强度减小;当纤维总量占30％且玄武岩纤维与钢纤维质量比为1:1时...     

玄武岩纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的影响

通过开展一系列劈裂强度测试、无侧限抗压强度测试和弯拉强度测试,研究了玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的增强作用。龄期为7 d的混合料劈裂试验表明,玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石的劈裂强度具有显著的增强效果,其中长度为18 mm的纤维对混合料劈裂强度的增强效果优于12 mm、24 mm的纤维。掺加长度18 mm玄武岩纤维的水泥稳定多孔玄武岩碎石,其劈裂强度、无侧限抗压强度、弯拉强度等随着纤维掺量增加先增大后减小;当掺量为碎石质量的0.10%时,纤维对混合料各项力学性能的增强效果最好;随着养护龄期的延长,混合料力学性能不断提升。研究表明掺加玄武岩短切纤维可提高水泥稳定多孔玄武岩碎石的路用性能。     

EP/氧化石墨烯–硬脂酸丁酯微胶囊复合材料

采用种子微悬浮聚合法制备了聚苯乙烯/氧化石墨烯复合囊壁包覆硬脂酸丁酯微胶囊润滑材料(MGO–Micro LMs),以MGO–Micro LMs为润滑填料,环氧树脂(EP)为基体材料,采用浇注成型工艺制备了EP/MGO–Micro LMs复合材料。采用滑动摩擦磨损试验仪评价了MGO–Micro LMs对EP基体材料摩擦学性能的影响;采用扫描电子显微镜对磨损面的微观形貌进行表征,并探究了其磨损机理。结果表明,MGO–Micro LMs能够显著地降低EP的摩擦系数和磨损量,当MGO–Micro LMs质量分数为20%时,EP/MGO–Micro LMs复合材料的摩擦系数为0.138 44,磨损量减少了约42.3%,磨损机理主要为磨粒磨损。     

钼酸铵/丁腈橡胶改性酚醛树脂对摩擦材料性能的影响

制备了以未改性PF、市售改性PF、钼酸铵/丁腈橡胶复合改性PF作为基体的摩擦材料,研究了钼酸铵/丁腈橡胶改性酚醛树脂(PF)对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,并对不同树脂基摩擦材料的冲击强度、硬度和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,复合改性PF基摩擦材料的冲击强度为3.51~3.72 k J/m2,硬度为73~82,高于未改性PF基摩擦材料的冲击强度(3.22 k J/m2)和硬度(52),有效提高了摩擦材料的韧性和硬度。以复合改性PF为基体的摩擦材料,其摩擦系数的稳定性得以提高,其中以含量为10%的摩擦材料最为稳定,磨损率最小。当树脂添加量相同时,复合改性PF基摩擦材料的摩擦系数的稳定性最好,且摩擦系数值保持在0.37~0.40之间,比未改性PF基摩擦材料的摩擦系数和市售改性PF基摩擦材料摩擦系数稳定;复合改性PF基摩擦材料的高温(350℃)磨损为0.45×10~(–7)cm~3/(N·cm),远低于未改性PF基摩擦材料的1.50×10~(–7)cm~3/(N·cm)和市售改性PF基摩擦材料的0.67×10~(–7)cm~3/(N·cm),抗高温热衰退性最好。     

纳米颗粒增强摩擦材料摩擦学性能研究

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为基体,芳纶纤维、玻璃纤维为增强纤维,选用不同类型的纳米颗粒作为填料设计摩擦材料组分配比,并通过热压烧结制备摩擦材料。通过摩擦磨损试验机测试其在干摩擦条件下的摩擦学性能,并用扫描电镜(SEM)对材料的磨损形貌进行观察分析,以研究不同类型的纳米颗粒对摩擦材料性能的影响。研究表明:在干摩擦条件下,经过纳米颗粒改性的摩擦材料摩擦系数、硬度比未改性的材料有不同程度的提高,同时磨损率有很大程度的降低;纳米颗粒改性的摩擦材料摩擦系数、磨损率变化趋势具有一致性,均随着实验载荷、滑动速度的增大而逐渐减小;纳米颗粒改性后的摩擦材料磨损机理表现为疲劳磨损与磨粒磨损并存,而未改性的材料磨损机理主要表现为疲劳磨损。     

Friction and wear properties of polyimide matrix composites reinforced with short basalt fibers

Short basalt fiber (BF) reinforced polyimide (PI) composites were fabricated by means of compression‐molding technique. The friction and wear properties of the resulting composites sliding against GCr15 steel were investigated on a model ring‐on‐block test rig under dry sliding conditions. The morphologies of the worn surfaces and the transfer films that formed on the counterpart steel rings were analyzed by means of scanning electron microscopy. The influence of the short BF content, load, and sliding speed on the tribological behavior of the PI composites was examined. Experimental results revealed that the low incorporation of BFs could improve the tribological behavior of the PI composites remarkably. The friction coefficient and wear rate decreased with increases in the sliding speed and load, respectively. The transfer film that formed on the counterpart surface during the friction process made contributions to reducing the friction coefficient and wear rate of the BF‐reinforced PI composites. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009