玻璃微珠增强PPS复合材料的摩擦性能研究

2种不同粒径的空心玻璃微珠与聚苯硫醚树脂通过熔融共混挤出制得复合材料,研究了这2种玻璃微珠对聚苯硫醚树脂摩擦磨损性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)对摩擦表面、断面形貌进行了观察和分析。结果表明:经过偶联剂处理的玻璃微珠能够提高PPS的减摩抗磨性能,玻璃微珠粒径越小,所得复合材料的摩擦因数越小;聚合物材料在摩擦过程中形成结合牢固、薄而均匀的转移膜是其发挥摩擦学作用的重要保证,复合材料的磨损机制主要为粘着磨损和疲劳磨损;采用玻璃微珠提高聚苯硫醚树脂的减摩耐磨性能是可行的,而大小均匀、完全规则的球形玻璃微珠粒子将可以更有效地提高复合材料的摩擦性能。     

纳米SiO_2、玻璃微珠共混改性UHMWPE复合材料空蚀性能研究

通过模压成型工艺制备纳米SiO2、玻璃微珠颗粒共混改性UHMWPE复合材料,采用MRH-5A型环块磨损试验机研究载荷以及玻璃微珠含量对UHMWPE复合材料摩擦磨损性能的影响,利用转盘式空蚀磨损试验装置对复合材料进行空蚀磨损试验。结果表明,适量的纳米SiO2和玻璃微珠颗粒填充可以提高UHMWPE硬度,有效地改善UHMWPE的摩擦磨损性能和抗空蚀性能,质量分数10%纳米SiO2和2%玻璃微珠改性UHMWPE复合材料抗空蚀性能是纯UHM-WPE的3倍。     

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。     

玻璃微珠改性热塑性聚酰亚胺摩擦磨损性能

采用MPX2000型摩擦磨损试验机测定5μm和20μm实心玻璃微珠填充热塑性聚酰亚胺复合材料在干摩擦和水润滑两种工况下的摩擦磨损性能，考察了填料含量及尺度的影响。结合扫描电子显微镜（SEM）观察磨损表面形貌分析磨损机制。结果表明：在干摩擦条件下，玻璃微珠在磨损表面富集，起到了良好的承载作用，并以其优异的导热性能和耐高温性能强化了摩擦热的移出，材料磨损率下降1个数量级；大尺寸填料，其单位个体与基体的界面面积和结合强度大于小尺寸填料，其磨损率比小尺度填料填充材料低。在水润滑条件下，水起到冷却及边界润滑作用，材料磨损率较干摩擦条件下降低1个数量级，以疲劳磨损为主；同时，球形颗粒出现应力集中产生疲劳裂纹的程度随颗粒尺度增大而提高，表现为20μm玻璃微珠填充材料磨损率较大。     

粉煤灰空心微珠粒径对树脂基复合材料力学与摩擦学性能的影响*

粉煤灰空心微珠具有空心圆球结构,将其用于充填树脂基复合材料,可减少树脂用量、提升复合材料性能,同时促进粉煤灰排放废弃物的高附加值利用。采用不同粒径的粉煤灰空心微珠充填树脂基复合材料,研究不同粒径的粉煤灰空心微珠对复合材料密度、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着粉煤灰空心微珠粒径的减小,复合材料的密度呈先降低后增加的趋势,硬度和冲击强度呈先增加后减少的趋势;粉煤灰空心微珠粒径为120~140目时,复合材料密度最小,粒径小的空心微珠更有利于降低复合材料的密度;粒径为80~100目时,复合材料冲击强度最大;采用较大粒径粉煤灰空心微珠充填树脂基复合材料,更有利于提高复合材料的高温摩擦因数,改善树脂基复合材料的抗热衰退性能;粒径20~40目和60~80目粉煤灰空心微珠复合材料具有良好的综合摩擦磨损性能。     

PTFE对纤维增强尼龙66材料摩擦学性能的影响

考察了玻璃纤维（GF）增强尼龙66复合材料的摩擦磨损性能,以及PTFE对复合材料摩擦学性能的影响,利用扫描电镜分析了磨损形貌。结果表明：15％GF增强尼龙复合材料的摩擦学性能改善不明显,而且磨损量高于纯尼龙;加入PTFE在摩擦过程中形成了转移膜,降低了玻璃纤维增强尼龙复合材料的摩擦磨损,改善了其摩擦学性能。     

纳米ZrO2改性热塑性聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用热模压工艺制备了纳米ZrO2改性热塑性聚酰亚胺(PI)纳米复合材料,考察了复合材料的力学性能、在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜观察了冲击断面和磨损表面形貌.结果表明:纳米ZrO2在低含量下对PI复合材料的力学性能影响不大,随着其含量的增大,材料的弯曲性能下降,刚性增大.在干摩擦条件下,较低的纳米颗粒含量有助于转移膜的形成,从而降低材料的摩擦因数及磨损率.纳米ZrO2体积分数为1%时,材料的摩擦磨损性能较纯PI分别下降了50%和15%;在油润滑条件下,润滑油的流动性有助于纳米颗粒分布到整个摩擦界面,PI复合材料的摩擦因数及磨损率有明显降低,此时磨损机制以疲劳磨损为主.     

液相法制备CNTs/PP复合材料的摩擦性能

采用液相及热压成型法制备碳纳米管/聚丙烯复合材料,对其进行摩擦磨损测试,观察磨损表面形貌研究其摩擦机理。结果表明:超声分散可将2.0 wt%范围内的碳纳米管均匀分散在聚丙烯基体中,碳纳米管的加入可减小复合材料的摩擦系数、降低磨损率,有效地改善聚丙烯基复合材料的摩擦性能。当碳纳米管加入量为2.0wt%时,复合材料具有良好的摩擦性能:摩擦系数0.380、磨损率仅有3.47×10-8mm3/N·m,分别比聚丙烯降低了18.6%和57.7%。这主要归因于均匀分布的碳纳米管具有自润滑效应及良好的导热性,可有效地减小复合材料的摩擦系数,提高热稳定性,从而有效改善耐磨性;碳纳米管的添加使复合材料从粘着磨损转向磨粒磨损与疲劳磨损。     

稀土化合物改性复合材料在油润滑下的摩擦学性能

以竹纤维为增强相,通过稀土化合物改性制备一种树脂基复合材料;采用环块式摩擦磨损实验,研究稀土化合物改性复合材料在油润滑状态下载荷、转速对试样摩擦学性能的影响,以及稀土化合物改性对复合材料试样摩擦学性能的影响;比较干摩擦状态和油润滑状态下复合材料的摩擦学性能,观察和分析试样磨损表面形貌,探讨其磨损机制。实验结果表明:油润滑条件下,稀土化合物改性复合材料的摩擦因数和磨损率都随着载荷的增大而增加;较高载荷下摩擦因数随着转速的增大先增加后减小,而磨损率则呈现逐步增加的趋势;稀土化合物的改性使竹纤维和基体界面结合更为紧密,提高摩擦因数的同时降低了磨损率;在油润滑作用下,试样磨损由干摩擦时的磨粒磨损和疲劳磨损转变成为轻微的疲劳磨损;在油润滑状态下,复合材料处于边界润滑状态,故摩擦因数和磨损率均低于干摩擦。     

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。     

润滑条件对纳米SiO2填充尼龙复合材料摩擦学性能的影响

利用MM-200磨损实验机在干摩擦、水润滑和油润滑等条件下，研究了润滑条件对含量为10％的纳米SiO2填充尼龙1010复合材料与45^#钢对磨时的摩擦学性能的影响，并利用扫描电子显微镜对纳米SiO2-PA1010复合材料的磨损表面和磨损机理进行了观察和分析。结果表明水润滑时，纳米SiO2-PA1010复合材料的摩擦因数比在干摩擦时有一定程度的降低，但磨损量却比干摩擦时增加了很多；而在油润滑时，摩擦因数和磨损量均比干摩擦和水润滑时降低了许多；复合材料的磨损机制也随着润滑条件的不同发生了相应的变化。     

Tribological Properties of PTFE and PTFE Composites at Different Temperatures

The friction and wear properties of polytetrafluoroethylene (PTFE) and its composites with fillers such as bronze, glass fiber, carbon fiber, carbon, graphite, and polymer were studied at ambient temperature and high temperature. The wear resistance and hardness were enhanced by the fillers. Results showed that the wear resistance of all composites was much higher than that of pure PTFE. Pure PTFE has the lowest friction coefficient at ambient temperature (temperature: 23 ± 2°C, humidity: 50 ± 10%) but highest friction coefficient at high temperature (above 100°C). The PTFE composite filled with bronze showed the best wear resistance at ambient temperature but the poorest wear resistance at high temperature. The carbon-graphite- or polymer-filled PTFE composite showed a lower friction coefficient and moderate wear resistance at both ambient and high temperature.     

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。     

The friction and wear properties of nanometre SiO2 filled polyetheretherketone

Nanometre SiO₂ filled-polyetheretherketone (PEEK) composite blocks with different filler proportions were prepared by compression moulding. Their friction and wear properties were investigated on a block-on-ring machine by running a plain carbon steel (AISI 1045 steel) ring against the composite block. The morphologies of the wear traces and the transfer film were observed by scanning electron microscopy (SEM). It was found that nanometre SiO₂ filled-PEEK exhibited considerably lower friction coefficient and wear rate in comparison with pure PEEK. The lowest wear rate was obtained with the composite containing 7.5 wt.% SiO₂. The SEM pictures of the wear traces indicated that with the frictional couple of carbon steel ring/composite block (fillec with 7.5 wt.% filler), a thin, uniform, and tenacious transfer film was formed on the ring surface. It was inferred that the transfer film contributed largely to the decreased friction coefficient and wear rate of the filled PEEK composites.     

石墨填充聚四氟乙烯基复合材料的摩擦学性能

为了研制PTFE基粘弹-摩擦型阻尼材料,采用机械共混-冷压成型-烧结的工艺制备了石墨、聚苯硫醚、聚醚醚酮混合填充PTFE基复合材料,利用环-块式磨损试验机,在干摩擦条件下考察了复合材料的摩擦学性能,并用扫描电镜观察了磨损表面形貌,研究了复合材料的磨损机制。结果表明:PTFE含量不同的复合材料,随石墨填充量的增大,摩擦因数和磨损率的变化趋势不同,磨损主要由犁削、粘着和疲劳剥落中的一种或几种引起;适当配比的PTFE基复合材料具有较好的摩擦阻尼性能,能够满足粘弹-摩擦阻尼材料的要求。     

Dry sliding wear characteristics of glass–epoxy composite filled with silicon carbide and graphite particles

The dry sliding wear characteristics of a glass–epoxy (G–E) composite, filled with both silicon carbide (SiC_p) and graphite (Gr), were studied using a pin-on-disc test apparatus. The specific wear rate was determined as a function of sliding velocity, applied load and sliding distance. The laminates were fabricated by the hand lay-up technique. The volume percentage of filler materials in the composite was varied, silicon carbide was varied from 5 to 10% whereas graphite was kept constant at 5%. The excellent wear resistance was obtained with glass–epoxy containing fillers. The transfer film formed on the counter surface was confirmed to be effective in improving the wear characteristics of filled G–E composites. The influence of applied load is more on specific wear rate compared to the other two wear parameters. The worn surfaces of composites were examined with scanning electron microscopy (SEM) to investigate the probable wear mechanisms. It was found that in the early stage of wear, the fillers contribution is significant. The process of transfer film, debris formation and fiber breakage accounts for the wear at much later stages.     

载荷和转速对HDPE多元复合材料摩擦学性能的影响

为改善高密度聚乙烯(HDPE)的力学性能、自润滑性和耐磨性,以HDPE为基体,通过填充六钛酸钾晶须(PTW)、聚四氟乙烯(PTFE)和滑石粉制备一种HDPE复合材料.在MMW-1型摩擦磨损试验机上测试复合材料在不同载荷和转速下的摩擦因数、磨损率,采用扫描电镜(SEM)分析磨痕形貌,探讨HDPE复合材料的摩擦磨损规律.结...     

填料对聚四氟乙烯工程塑料改性的影响

研究了MoS2、PbS、石墨、玻璃纤维、碳纤维等填料对聚四氟乙烯（PTFE）工程塑料抗磨损、摩察系数、表面硬度、耐冲击强度等性能的影响。结果表明：填料可将PTFE的磨损量降低2个数量级，石墨和适量硬质填料的协同作用对PTFE的改性效果比较理想，既降低了PTFE的磨损量，增大了表面硬度，又提高了耐冲击强度。对其作用机理进行了分析和探讨，为材料的性能优化提供理论依据。