新型低树脂基摩擦材料的优化设计及性能研究

为获得制动性能良好、低噪声的摩擦材料配方,采用低树脂设计摩擦材料,并通过正交试验法,对摩擦材料配方进行优化设计。利用定速试验机和压缩试验机等测量摩擦材料的摩擦磨损性能和机械性能,研究配方中各组分对摩擦磨损性能的影响,并利用扫描电镜观察摩擦材料磨损后的表面形貌,以研究其磨损机制。结果表明,鳞片石墨对摩擦因数影响最大,焦炭对磨损率影响最大;树脂含量的变化能改变摩擦材料的磨损机制,树脂含量增加使摩擦材料的磨损机制由疲劳磨损和磨粒磨损转变为单一的磨粒磨损,过量的树脂使得磨损形式转变为黏着磨损和磨粒磨损。树脂含量较高会在摩擦表面形成致密碳化层,摩擦界面形成气垫膜,导致热衰退,而低树脂摩擦材料气孔率较高,摩擦表面光洁,摩擦因数平稳。     

钛合金微弧氧化层的摩擦学性能研究

利用微弧氧化技术在Ti6Al4V合金表面制备了富含钙、磷的多孔氧化陶瓷层,研究了微弧氧化层表面形貌、组成及摩擦学性能。研究结果表明,随着电压的升高,氧化层表面微孔孔径、粗糙度和Ca、P元素含量增大,显微硬度增大。25%小牛血清润滑条件下的微弧氧化层与ZrO2陶瓷球的摩擦学实验表明,微弧氧化层的摩擦因数高于Ti6Al4V钛合金,但磨损率明显降低,表明微弧氧化Ti6Al4V合金具有良好的耐磨性能。     

纤维增强树脂基摩阻材料的摩擦学研究进展

综述了纤维增强树脂基摩阻材料的研究和发展，主要分析了树脂基体、增强纤维和填料以及温度和PV值对摩阻材料摩擦学性能的影响及作用机理，简述了摩阻材料磨损机理的研究现状和主要磨损类型。并提出了今后研究摩阻材料应重视的问题。     

La2O3改性树脂基制动材料的摩擦学性能

通过定速摩擦试验、CHASE摩擦试验及磨损表面形貌观察等方法探讨La₂O₃含量对稀土La₂O₃改性树脂基制动材料的摩擦磨损性能、抗热衰退性能与恢复性能的影响。定速摩擦试验结果表明,制动材料中添加适量La₂O₃可有效提高其摩擦因数,降低其磨损率,同时还可增加其摩擦因数的稳定性;其中,添加20% La₂O₃试样的综合摩擦学性能为最优。CHASE摩擦试验结果表明,La₂O₃的加入可有效提高复合材料的抗热衰退性能与恢复性能。     

稀土复合纳米材料改性树脂基制动片摩擦学性能

为提升风电偏航树脂基制动片高温下的摩擦磨损性能,采用稀土和纳米材料对树脂基制动片进行改性。采用热压成型工艺制备改性树脂基制动片,对试样进行力学性能测试和摩擦磨损试验。采用SEM、EDS、XRD对试验后试样摩擦表面进行观察和分析,探究稀土和纳米材料对树脂基复合材料的作用机制。结果表明：添加稀土和纳米材料后试样的相关力学性能和摩擦学性能均有提高,其中质量分数1%的氧化铈和氧化钇、4%的纳米二氧化硅可使复合材料350℃高温下的摩擦因数提高9.09%,磨损率下降64.28%。稀土和纳米二氧化硅通过优异的界面效应,提高了高温下试样的抗热衰退性,降低了高温下试样的磨损量,使试样磨损形式从磨粒磨损为主转变为黏着磨损为主。     

硅酸钙颗粒改性树脂基摩擦材料的性能

采用模压成型工艺制备出无机硅酸钙颗粒改性树脂基摩擦材料,利用定速摩擦磨损性能试验机和万能力学试验机分别研究硅酸钙含量对摩擦材料摩擦磨损性能及力学性能的影响,采用扫描电子显微镜观察材料磨损后表面的微观形貌并分析其磨损机制.研究表明:适量硅酸钙的添加能有效地提高材料的内抗剪强度、摩擦因数、热稳定性、恢复性;过量硅酸钙的添加虽然可以提高摩擦因数,但树脂相对含量的减少使得摩擦材料的整体结合强度下降,从而降低了材料的内抗剪强度和耐磨性.随着硅酸钙含量的增加,摩擦材料的磨损机制由黏着磨损转变为磨粒磨损和疲劳磨损的复合磨损机制.     

一种铝基复合材料制动盘用树脂基摩擦材料

研制了一种适用于铝基复合材料制动盘的树脂基摩擦材料,测试了其物理力学性能及摩擦磨损性能。结果表明：所研制的摩擦材料具有较好的物理力学性能,各项指标达到了相应的技术要求;与用于铸铁制动盘的摩擦材料相比,具有更高的摩擦因数,更小的磨耗,制动力矩曲线平稳,能更好地适应铝基复合材料制动盘。另外,台架试验结果表明：摩擦副的摩擦磨损性能能够满足200km／h高速列车的要求。     

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。     

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.     

混杂填料改性UHMWPE复合材料的摩擦学性能

采用热压成型工艺制备铜粉、石墨粉、碳纤维混杂改性的UHMWPE复合材料,采用WDW-20电子万能实验机测量其力学性能,采用MM-2000试验机考察其摩擦学性能,用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌能。结果表明:混杂填料的加入增加复合材料的硬度和弹性模量,降低复合材料的抗剪强度、抗拉强度;混杂填料对复合材料的摩擦因数影响很大,填充比例适当时能有效改善复合材料的耐磨损性能;改性后复合材料的磨损机制主要表现为磨料磨损、疲劳磨损和塑性变形;15%Cu+2%Gr+6%CF复合材料具有良好的摩擦学性能。     

聚四氟乙烯填充高岭土基矿物聚合物复合材料的摩擦学性能

研究了PTFE填充量对高岭土基矿物聚合物复合材料的力学性能和摩擦磨损性能的影响,利用XRD、SEM分析了材料的微观结构和磨损表面形貌。结果表明:填充PTFE对矿物聚合物材料的力学性能会有一定程度的降低,但可以有效改善复合材料的摩擦磨损性能,当PTFE体积分数为30%时,摩擦因数和磨损率均达到最低,分别为0.429和1.22×10-5mm3/N·m;当PTFE含量较高时,磨损机理除了磨粒磨损外还有对偶件的粘着转移。     

含不同固体润滑剂矿用树脂基制动材料的制备及摩擦学性能

采用热压烧结技术制备含4种不同固体润滑剂(MoS_2、h-BN、石墨和Sb_2S_3)的矿用树脂基制动材料。采用环-块式摩擦磨损试验机研究制动材料在不同载荷和速度下的摩擦磨损特性。采用扫描电镜和能谱仪分析材料物相和摩擦表面形貌,探讨其磨损机制。结果表明:含不同固体润滑剂的制动材料具有相似的硬度值,其维氏硬度约为0.60 GPa;在所有试验条件下,随着载荷和速度的增加,四种样品的摩擦因数与磨损率均有所升高,且4种样品均表现出不同程度的黏着磨损、塑性变形与转移膜的形成,其中含固体润滑剂Sb_2S_3的样品存在轻微的犁削和磨粒磨损;4种样品中,含10%(体积分数)石墨的样品表现出最低的摩擦因数与磨损率。     

孔隙率对树脂基摩擦材料的性能研究

通过模压成型工艺制备不同孔隙率的树脂基摩擦材料,研究孔隙率对其力学性能及无润滑条件下摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着孔隙率的增加,摩擦材料内抗剪强度和压缩强度降低,表面粗糙度大幅度增加;不同温度下摩擦材料摩擦因数随孔隙率呈现出不同的变化趋势,低温下摩擦因数随着孔隙率的增加先增大后减小,高温下摩擦因数则是先降低而后增大,而孔隙率对中温摩擦因数影响不明显;孔隙率较低的摩擦材料具有较高且稳定的摩擦因数及低的磨损率。     

钢渣粉含量对树脂基摩擦材料物理力学性能和摩擦学性能的影响

采用热压成型的方法制备钢渣粉改性的树脂基摩擦材料,研究不同含量的钢渣粉对树脂基摩擦材料密度、硬度、冲击强度和摩擦磨损性能的影响,并通过扫描电镜观察磨损表面的微观形貌,分析其磨损机制。研究表明：随着钢渣粉含量增加,密度、硬度、冲击强度均呈现逐渐增加的趋势;钢渣能有效地改善树脂基摩擦材料的摩擦磨损性能和提高抗热衰退性能,当钢渣粉质量分数为20%时,能够提高材料的摩擦因数,降低磨损率,且材料综合性能最好;随着钢渣粉质量分数的增加,树脂基摩擦材料的磨损形式以黏着磨损和热磨损为主转变为磨粒磨损和热磨损为主。     

复合填充改性聚酰亚胺润滑材料的摩擦学性能研究

采用M-2000 型摩擦磨损试验机考察纳米碳酸钙和石墨复合填充聚酰亚胺(PI) 润滑材料在不同速度和载荷下与GCr15 轴承钢对摩时的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜分析PI 材料及其对偶件磨损表面形貌。结果表明,单独填充纳米CaCO3时,聚酰亚胺摩擦因数轻微减小,体积磨损率显著增大,而单独填充石墨后,聚酰亚胺摩擦学性能有显著的改善;纳米CaCO3和石墨复合填充后,二者存在协同效应,减摩抗磨能力显著提高;PI材料的摩擦学性能与对偶钢环表面转移膜的性质紧密相关,纳米CaCO3能显著增强转移膜与对偶件的结合强度。     

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。     

填充材料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学特性的影响

聚四氟乙烯基复合材料是重要的自润滑材料,应用广泛。根据填充材料的类别不同对聚四氟乙烯基复合材料进行了合理地分类,并阐述了不同填料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学特性的影响,分析和比较了不同填料的减摩抗磨机理,对于聚四氟乙烯基复合材料的科学研究和工程应用具有一定的借鉴和指导意义。     

树脂基复合制动材料摩擦学性能的影响因素分析

汽车制动材料是汽车制动器中的关键材料,其性能直接关系到制动系统运行的可靠性和稳定性。分析了影响树脂基复合制动材料摩擦学性能的一些因素,讨论了基体改性与增强纤维对材料摩擦磨损性能的影响,并总结了复合制动材料以后的研究方向。     

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。     

填料种类对聚苯酯基复合材料摩擦学性能的影响

在聚苯酯(Ekonol)中分别添加不同种类的填料,制备出一系列性能不同的Ekonol基复合材料,研究了填料的形态、性质对Ekonol复合材料摩擦磨损性能的影响,分析了磨损面、对磨面转移膜形貌,并探讨了摩擦磨损机制。结果表明,在填料的填充量相同时,层状固体润滑剂聚四氟乙烯(PTFE),由于从本质上改善了非熔融Ekonol的内部粘结,且协助形成较为连续、平滑的转移膜,对Ekonol摩擦学性能的改善最为明显;其次为纤维状填料。相比于尺寸细微的六钛酸钾晶须,粗大的玻璃纤维(GF)或碳纤维(CF)之间相互交错,对Ekonol起到了较好的承载骨架作用,更为有效提高Ekonol的摩擦学性能。GF比CF与Ekonol之间的亲和性较好,对应于GF/Ekonol复合材料的摩擦学性能优于CF/Ekonol复合材料;纳米颗粒填料对Ekonol有着弥散增强作用,但对Ekonol摩擦学性能的改善效果最差。