纳米ZnO填充的PTFE基复合材料摩擦学性能研究

得胜０００型摩擦磨损试验机研究了不同体积含量的纳米氧化锌（ＺｎＯ）填充的ＰＴＦＥ基复合材料在于摩擦条件下与不风对摩时的摩擦学性能,并利用扫描电子微镜（ＳＥＭ）对ＰＴＦＥ及纳米ＺｎＯ／ＰＴＦＥ复合材料的微观结构、磨损表面和转移膜进行了观察和分析。结果表明,纳米ＺｎＯ／ＰＴＦＥ复合材料的摩擦性能与纯ＰＴＦＥ基本相当,但耐磨性明显优于后者,纳米ＺｎＯ在复合材料中的最佳含量为１５ｖｏｌ．％左右。     

聚四氟乙烯纳米复合材料的制备及其力学和摩擦学性能

以添加表面活性剂的水为溶剂,采用溶剂混合法制备纳米 Al2 O3填充聚四氟乙烯（PTFE）复合材料,研究其力学性能和摩擦学性能,并与乙醇中分别制备纳米 Al2 O3填充 PTFE 复合材料进行比较。结果表明：在相同 Al2 O3填充比例下,水中制备的复合材料的拉伸强度和硬度要低于乙醇中制备的复合材料,而断裂伸长率却要高于乙醇中制备的复合材料。在200 N 和干摩擦条件下,当纳米 Al2 O3质量分数为1％～5％时,水中制备的复合材料的磨耗量要低于乙醇中制备的复合材料,并较纯 PTFE 磨耗量下降了1～2个数量级;且水中制备的复合材料的摩擦因数也要低于乙醇中制备的复合材料。复合材料磨痕处 SEM显示复合材料的磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损。     

表面处理纳米Si3N4/PTFE复合材料的力学与摩擦学性能

用热压成型法制备了纳米Si3N4填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了纳米Si3N4质量分数、表面处理对PTFE复合材料力学和摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断口形貌进行观察,分析了复合材料增强机制.结果表明:未处理纳米Si3N4能提高复合材料的硬度和耐磨性,但拉伸强度和冲击强度有所降低;表面处理纳米Si3N4后,PTFE复合材料的拉伸强度、冲击强度、减摩性能有所提高.拉伸断口的微观分析表明,表面处理Si3N4在PTFE基体中有较好的分散性,与PTFE基体界面结合较好.     

镍-磷-纳米Al2O3复合镀层的摩擦学性能

用化学镀的方法制备了镍-磷-纳米Al2O3复合镀层，研究了热处理温度对镀层硬度和磨损性能的影响，并与二元镍-磷镀层以及镍-磷-Al2O3复合镀层进行了性能对比。结果表明：含有纳米Al2O3微粒的复合镀层具有更高的硬度和耐磨性，经400℃处理后的镀层耐磨性最好。     

Ekonol填充PTFE三层复合材料摩擦学性能研究

在端面摩擦磨损试验机上对Ekonol填充PTFE三层复合材料试样进行了常温干摩擦实验,探讨了Ekonol含量对材料摩擦磨损性能及磨损机制的影响.结果表明,随着Ekonol含量的增加,材料的摩擦因数逐渐增大,但总体上比较小(<0.14),表现出了较好的摩擦性能,同时材料的耐磨损性能随Ekonol含量的增加而增大,说明Ekonol的加入有利于改善材料的摩擦学性能.     

纳米ZnO填充PTFE复合材料的力学及摩擦学性能

通过机械搅拌和超声分散制备纳米ZnO填充PTFE复合材料,研究纳米ZnO填充量对复合材料力学及摩擦磨损性能的影响。结果表明:当ZnO质量分数小于3%时,复合材料的拉伸强度与纯PTFE相比略有增高;复合材料的密度、硬度、摩擦因数随ZnO填充量的增加而逐渐增大;当ZnO填充质量分数为1%～3%时,复合材料的磨耗量大幅下降,但若继续增加ZnO填充量,复合材料的磨耗量却变化不大。     

表面改性硅灰石纤维填充PTFE复合材料的摩擦学性能

用KH550硅烷偶联剂表面改性的硅灰石纤维(WF)填充PTFE,在MPX-2000型磨损试验机上研究复合材料的摩擦磨损性能,并与经典的炭纤维(CF)填充PTFE复合材料进行比较。采用SEM对磨损面和对偶面进行分析。结果表明:较高载荷(200和300 N)下复合材料摩擦因数随WF含量变化的幅度不大,较稳定地维持在较低值;细小尺寸WF填充PTFE复合材料的耐磨性能较好,在WF质量分数为10%时,复合材料的磨损量只有相同含量CF填充PT-FE复合材料的81%;细小尺寸WF填充PTFE复合材料的磨损面较为平整,存在轻微黏着磨损,其对偶面转移膜平整光滑、结构致密;而CF/PTFE复合材料磨损面存在许多裸露和碎断的CF,犁削和磨粒磨损是主要的磨损形式。     

CaF2填充PTFE三层复合材料摩擦学性能研究

制备了氟化钙CaF2填充PTFE三层复合材料,并在端面摩擦磨损试验机上对其进行了常温干摩擦及预浸油摩擦实验,探讨了CaF2含量对材料摩擦磨损性能及磨损机理的影响.结果表明,随着CaF2含量的增加,材料的摩擦因数逐渐增大,但添加少量CaF2时材料的耐磨损性能明显提高,说明少量CaF2的加入有利于改善材料的综合摩擦磨损性能.     

豆油脂肪酸修饰二氧化钛纳米微粒的摩擦学性能研究

采用表面修饰化学法制备了豆油脂肪酸修饰的二氧化钛纳米微粒,对所制备的纳米微粒通过红外光谱进行了结构表征。将二氧化钛纳米微粒作为润滑油添加剂,加入液体石蜡中,利用四球试验机考察其摩擦学性能。试验结果表明,有机基团修饰的二氧化钛纳米微粒具有优良的分散性,可提高液体石蜡的抗磨性和承载能力;加有表面修饰的二氧化钛纳米微粒的液体石蜡磨斑直径减少了39%,承载能力能够提高1倍以上。     

Al2O3纤维填充PTFE复合材料摩擦磨损性能分析

利用M-200型摩擦磨损试验机考察了填料含量及载荷对粉状Al2O3纤维填充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：Al2O3纤维填料可提高PTFE的硬度，从而可提高PTFE的耐磨性，但复合材料中Al2O3含量较高时会导致磨粒磨损，且AL2O3含量越高相应的磨粒磨损越严重。在本试验条件下，当Al2O3的质量分数为20%左右时，PTFE复合材料的耐磨性最佳；PTFE复合材料同钢对磨时的摩擦系数比纯PTFE大，且随Al2O3含量的增加而增大。     

碳材料填充 PTFE 复合材料摩擦磨损性能

利用 MM-200 型磨损试验机考察了石墨、碳纤维、硬碳和软碳填充 PTFE 复合材料的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机制.结果表明,碳材料可以不同程度地提高 PTFE 的耐磨性,它们对PT-FE 耐磨性的提高程度各不相同,其中以硬碳填充 PTFE 复合材料的磨损质量损失最小,石墨填充 PTFE 复合材料的磨损质量损失较大;不同填充材料对 PTFE 摩擦因数的影响各不相同,其中石墨填充 PTFE 的摩擦因数较小.石墨、软碳填允复合材料磨损机制以粘着磨损为主,硬碳、碳纤维复合材料,则表现为粘着磨损和磨粒磨损.     

硬碳填充PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

以硬碳为填料制备了PTFE基复合材料,并研究了该复合材料在干摩擦条件下与不锈钢对摩时的摩擦磨损行为,并探讨其磨损机制.实验结果表明:硬碳能提高FIFE硬度,硬碳/PTFE复合材料的耐磨性能明显优于纯PTFE.其摩擦因数随着硬碳含量的增加而减小.复合材料的摩擦表面SEM观察发现:纯PTFE摩擦表面分布着较明显的犁削和粘着磨损的痕迹,硬碳/PTFE的磨痕较浅,表明硬碳作为填料可有效地抑制FTFE的磨损.     

碳纳米管增强PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

以不同含量的CNTs(碳纳米管)为填料制备了PTFE基复合材料,测量其硬度,在M-2000型摩擦磨损试验机上研究其摩擦磨损行为。结果表明,CNTs能提高PTFE的硬度,CNTs/PTFE复合材料的耐磨性能明显优于纯PT-FE,当CNTs的质量分数为3%时,复合材料的耐磨性能大幅度提高。其摩擦因数随着CNTs含量的增加而加大,当CNTs的质量分数为1%时,摩擦因数随载荷的增加而减少,CNTs的质量分数为3%和5%时,摩擦因数随载荷的增加而增大。SEM观察发现:纯PTFE的断面上分布着大量的带状结构,而填充CNTs后,摩擦表面较平整光滑,表明CNTs作为填料可有效地抑制PTFE的犁削和粘着磨损。     

软碳填充PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

以不同含量的软碳为填料制备了PTFE基复合材料,测量了其机械性能,在M-2000型摩擦磨损试验机上研究其摩擦磨损行为,并探讨了其磨损机制.结果表明:软碳能提高PTFE复合材料的硬度,软碳/PTFE复合材料的耐磨性能优于纯PTFE,当软碳质量分数为7%时其耐磨性能最好.复合材料的摩擦因数随着软碳含量的增加而增加.摩擦表面的SEM观察发现:纯PTFE的摩擦表面分布着较明显的犁削和黏着磨损的痕迹,复合材料的摩擦表面均出现犁削,随着软碳含量的增加,犁削现象减轻,这表明以软碳作为填料可有效地抑制PTFE的磨损.     

碳黑填充PTFE复合材料干摩擦磨损性能分析

以碳黑为填料制备了PTFE基复合材料,并研究了该复合材料在干摩擦条件下与不锈钢对摩时的摩擦磨损行为,并探讨其磨损机制。实验结果表明,碳黑/PTFE复合材料的摩擦因数随着碳黑含量的增加呈增加的趋势,其耐磨性能明显优于纯PTFE。当碳黑的质量分数为5%时,其抗磨性能最好。SEM观察发现纯PTFE的断面上分布着大量的带状结构,而填充了碳黑后,则未观察到这种带状结构,这说明碳黑有效地抑制了PTFE结构的破坏。对PTFE和碳黑/PTFE复合材料的摩擦表面的SEM观察发现,前者的摩擦表面分布着较明显的犁削和粘着磨损的痕迹,而后者的摩擦表面则平整光滑,这表明以碳黑作为填料可有效地抑制PTFE的磨损。     

PTFE、石墨与玻璃纤维填充聚甲醛的摩擦磨损特性研究

用聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纤维(GF)和石墨填充聚甲醛(POM),采用热模压成型制备出4种复合材料。在往复式滑动摩擦试验机上进行摩擦磨损实验。实验条件为正压力5.8 MPa,往复频率1 Hz,对摩面粗糙度Ra0.8μm。结果表明:经填充的POM复合材料的摩擦因数和比磨损率均有不同程度的降低,其中POM 20%(质量分数)PTFE的摩擦因数最低,POM 20%PTFE 10%GF的耐磨性最好。扫描电镜分析表明POM材料的磨损机制以粘着磨损为主。     

PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

用机械共混、冷压成型烧结的方法制备了纳米SiO2/石墨/玻璃纤维/PTFE复合材料试样。用MM-200型磨损试验机测试了在干摩擦条件下不同载荷时各试样的摩擦磨损性能;用扫描电镜对磨损后试件表面进行观察和分析。研究结果表明：纳米SiO2和玻璃纤维有效提高了PTFE的承载能力,石墨的加入起到了减小摩擦的作用;在本试验条件下,在摩擦过程中三元混合填充PTFE复合材料在偶件表面形成了转移膜,减少了复合材料与偶件的直接接触,因而表现出优异的抗磨性。     

SiO2填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学行为研究

用机械共混和冷压成型、热烧结的方法制备了琐体积含量不同粒径的SiO2填充PTFE样品，用M-2000摩擦磨损试验机评价了不同样品在干摩擦下的摩擦学性能；用X射线能量损失谱（EDS）观察分析了摩前后Si元素在样品表面的分布情况，结果表明：在本实验所采用的实验条件下，SiO2/PTFE复合材料的摩擦系数随SiO2体积含量的增加而增大，抗磨损能力则有一个最佳含量；填料粒径不同其体积填充分数对复合材料摩擦磨损性能的作用规律不同，在相同的体积分数下，粗SiO2填充PTFE的摩擦系数小于细SiO2填充PTFE的摩擦系数，且其随SiO2填充分数增加而增大的趋势远小于细SiO2填充PTFE；其具有最好抗磨能力的最佳体积填充含量也大于细SiO2的体积填充含量，SiO2这种填充作用规律可由其在PTFE基体中的形态结构特征来解释。     

短玻纤填充PTFE复合材料磨损性能研究

用机械共混、冷压成型和烧结的方法制备了不同质量分数(10％～40％)的短玻纤填充PTFE复合材料样品。用MM-200型磨损试验机评价了不同样品在于摩擦定载荷条件下的磨损性能；用扫描电子显微镜(SEM)对试样的磨损表面进行了观察分析。结果表明：在所采用的实验条件下，随短玻纤含量的增加，抗磨损性能先增大后减小，在含量为30％取得最佳抗磨损性能。