纳米SiC或Si3N4与玻璃纤维混杂填充PA6复合材料摩擦磨损性能研究

采用注塑成型法制备纳米SiC或Si3N4与玻璃纤维混杂填充PA6尼龙复合材料。采用MM-200型摩擦磨损试验机在干摩擦条件下考察了纳米颗粒含量及载荷对PA6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:纳米Si3N4与玻璃纤维混杂能使复合材料耐磨损性提高,以3%Si3N4与玻璃纤维混杂填充耐磨性最佳;而纳米SiC与玻璃纤维混杂会导致复合材料的磨损量增大,纳米SiC或Si3N4与玻璃纤维混杂填充PA6复合材料的摩擦系数都低于尼龙材料。     

纳米SiO2与玻璃纤维混杂增强聚酰胺6复合材料的摩擦磨损性能研究

采用MM-200型摩擦磨损试验机对干摩擦条件下纳米SiO2与玻璃纤维混杂填充聚酰胺6(PA6)复合材料与45#钢对摩时的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,纳米SiO2和玻璃纤维混杂可以显著改善PA6复合材料的摩擦磨损性能,以5 %的SiO2和20 %的玻璃纤维增强PA6的耐磨减摩性最好。扫描电镜分析表明,纯PA6的磨损以黏着和犁削为主。当载荷较低时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的磨粒磨损,但当载荷较高时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的疲劳磨损。     

混杂填料增强PA6复合材料摩擦磨损性能

利用M-2000型摩擦磨损试验机考察载荷以及纳米Si_3N_4/SiO_2与玻璃纤维的混合填料对PA6复合材料摩擦磨损性能的影响,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:纳米材料与玻璃纤维的协同作用显著改善了材料的摩擦磨损性能,以3%纳米Si_3N_4与玻璃纤维混杂填充耐磨性最佳;以5%纳米SiO_2与玻璃纤维混杂摩擦因数最低.     

纳米Si3N4及其混杂填料改性PTFE的性能研究

采用模压成型的方法制备了纳米氮化硅(Si3N4)与二硫化钼(MoS2)、玻璃纤维(GF)、纳米三氧化二铝(Al2O3)混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了PTFE复合材料的力学性能和摩擦学性能。采用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了拉伸断面形貌及增强机理。结果表明：Si3N4及其混杂填料均使复合材料表面硬度增大;PTFE/Si3N4/Al2O3纳米复合材料具有较好的拉伸性能;混杂填料均可以显著改善PTFE复合材料的耐磨性能,其中5 %的Si3N4与10 %的Al2O3混杂填充复合材料的耐磨性最好,填料对复合材料摩擦因数影响不大。SEM分析表明,纳米Si3N4、Al2O3与PTFE基体界面结合较好。     

纳米Si3N4与玻璃纤维混杂增强PA6复合材料的摩擦学性能研究

以纳米Si3N4和玻璃纤维(GF)混杂增强尼龙6(PA6)复合材料,对PA6复合材料的摩擦学性能进行了实验研究。结果表明,纳米Si3N4和GF混杂可以显著改善PA6复合材料的摩擦学性能,以质量分数3%Si3N4和20%GF混杂填料的耐磨减摩性最好。扫描电子显微镜观察发现,纯PA6的磨损机理以粘着和犁削为主。在PA6/GF复合材料中纳米Si3N4含量较低时,复合材料的磨损机理主要表现为不同程度的粘着磨损,但当复合材料中纳米Si3N4含量较高时,复合材料的磨损机理主要表现为不同程度的粘着磨损和磨粒磨损。     

聚芳醚腈酮/SiC/Si3N4耐高温耐磨纳米复合涂层研究

以新型耐高温聚芳醚腈酮(PPENK)树脂作为涂料成膜物质,纳米SiC和Si3N4共同作为耐磨填料,制备了一系列新型耐高温耐磨PPENK/SiC/Si3N4纳米复合涂料。对复合涂层的摩擦学性能及热性能进行研究,通过扫描电镜(SEM)观察涂层磨损表面形貌,分析涂层磨损机理。结果表明:纳米SiC和Si3N4填料能有效改善纯PPENK树脂涂层的摩擦磨损性能。当PPENK树脂含量为22%,m(SiC)∶m(Si3N4)为3∶2时,涂层摩擦系数最小;当PPENK树脂含量为20%,纳米填料m(SiC)∶m(Si3N4)为1∶1时,涂层磨损质量损失最小。热重分析(TGA)表明无机纳米填料的加入对涂层的热性能有略微增强的作用。PPENK/SiC/Si3N4纳米复合涂层的磨损机理以粘着磨损为主,兼有犁耕磨损。     

纳米粒子混合填充聚四氟乙烯复合材料的性能

采用模压成型法制备纳米Si3N4或SiC与纳米Al2O3混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究不同质量分数的纳米Si3N4或SiC与5%纳米Al2O3混合填充对PTFE复合材料力学与耐磨性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料拉伸断面的微观结构,探讨其增强机理.结果表明:纳米SiN4或SiC与Al2O3混合填料均能使PTFE复合材料的硬度和耐磨性提高,且填充Si3N4/Al2O3的PTFE复合材料的硬度、拉伸性能、冲击强度和耐磨性均优于填充SiC/Al2O3的,其中5%Si3N4与Al2O3混合填充的PTFE复合材料有较好的综合性能.微观分析表明:Si3N4/Al2O3在PTFE基体中分散性较好,说明Si3N4与Al2O3具有较好的协同作用.     

逆反应烧结制备碳化硅/氮化硅复合材料的工艺

制备Si3N4／SiC复合材料的常规反应烧结是以Si和SiC为原料进行氮化烧结,而逆反应烧结是以Si3N4和SiC为原料,首先使Si3N4反向反应为活性氧化物后再进行烧结。建立逆反应烧结工艺制备Si3N4／SiC复合材料的热力学基础。确定了Si3N4先于SiC氧化;氧化产物可以是SiO2,也可以是Si2N2O;形成的SiO2氧化膜不会与基体材料反应;在膜与基体之间可能生成Si2N2O。论证了逆反应烧结的热力学可行性。通过6个烧结实验,证实了其热力学分析的正确性,并从工艺参数与密度变化、残氮率和比强度等关系筛选出最佳的烧结工艺参数。     

UPR/GF/纳米SiO2复合材料的摩擦学性能和力学性能研究

采用手糊成型室温固化的方法制备纳米SiO2/玻璃纤维(GF)布混杂增强不饱和聚酯树脂(UPR)复合材料,并对UPR复合材料的摩擦学性能和力学性能进行了研究。结果表明,加入纳米SiO2和GF布能大幅提高复合材料的摩擦学性能和力学性能。当复合材料中纳米SiO2含量分别为0.5%(质量分数,下同)和1%时,复合材料的耐磨性分别是纯UPR的5.3倍和3.1倍,拉伸强度是纯UPR的5.8倍和5.1倍,弯曲强度是纯UPR的3.9倍和3.2倍左右。在实验条件下,以含量为0.5%纳米SiO2和GF布混杂填充UPR复合材料的改性效果最好。扫描电镜分析表明,纯UPR的磨损机理是黏着磨损,复合材料磨损机理主要表现为黏着磨损和磨粒磨损。     

纳米填充环氧树脂/玻璃纤维复合材料的摩擦磨损性能研究

分别将纳米三氧化二铝（Al2O3）、纳米二氧化钛（TiO2）、纳米二氧化硅（SiO2）颗粒和碳纳米管(CNTs)填充到环氧树脂(EP)/玻璃纤维(GF)复合材料中,制备了纳米填充EP/GF复合材料,GF的体积含量为30 %。用环块摩擦试验机研究了纳米填充物对EP/GF复合材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明,1.0 %（质量分数,下同）的CNTs能够较大幅度地降低复合材料的摩擦因数和磨损率,而纳米Al2O3、纳米TiO2和纳米SiO2颗粒可以明显提高复合材料的耐磨损性能。     

Effect of solid lubricants on tribological behavior of glass fiber reinforced polyamide 6

The tribological properties of glass fiber reinforced polyamide 6 (GF/PA6, 15/85 by weight) and its composites filled with solid lubricants were investigated. The main purposes of this article were to study the hybrid effect of solid lubricants with glass fiber as well as the synergism of combined solid lubricants, the wear mechanisms were studied by SEM. The results showed that graphite impaired the tribological properties of GF/PA6, but the tribology behavior of graphite filled GF/PA6 composite could be significantly improved by polytetrafluroethylene (PTFE) or/and ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE), and the GF/PA6 composite filled with 5 wt % graphite, 5 wt % PTFE together with 5 wt % UHMWPE exhibited the lowest friction coefficient and wear rate, which was almost a reduction in friction coefficient by 37% and in wear rate by 34% contrast to GF/PA6. The effect of load was also studied, and the results showed that the friction coefficient was virtually not affected by load, while the wear rate all increased with increasing load. POLYM. COMPOS., 34:1783–1793, 2013. © 2013 Society of Plastics Engineers     

不同介质中聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

分别在碱液、水、油和干摩擦条件下考察了碳纤维和玻璃纤维填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能。利用SEM观察了不同介质中磨损面和对摩面的形貌,并探讨了其磨损机理。结果表明,不同介质中摩擦系数的大小关系是μ干>μ水或油>μ碱,磨损率是W水>W干>W碱或油。水、碱和油都不同程度地阻止了转移膜的形成。碱液和油具有很好的冷却与润滑作用,摩擦系数低,磨损小;然而水分子降低了填料和基体的界面粘接强度,造成犁削和磨粒磨损加重。     

Study on wear and friction behavior of graphite flake‐filled PTFE composites

The wear rate and coefficient of friction for graphite flake (GF)‐filled polytetrafluoroethylene (PTFE) composites were evaluated on a pin‐on‐disk wear tester under dry conditions. Scanning electron microscopy showed significant reduction in the abrasive wear of the composites. The wear rates of 5 and 10 wt % GF composites were reduced by more than 22 and 245 times, respectively, at sliding speed of 1 m/s. With increasing sliding distance from 1 to 8 km, the wear rate of pure PTFE decreased by 1.4 times whereas that of composites, it decreased up to three times. The significant decreased in wear rate and coefficient of friction might be attributed to the formation of a thin and tenacious transfer film on the counter‐surface. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci., 2013     

GF及偶联剂改性PVC/稻壳木塑复合材料

采用模压成型的方式、通过实验探索玻璃纤维(GF)含量及偶联剂处理对聚氯乙烯(PVC)/稻壳木塑复合材料的力学特性和耐磨性的影响。实验结果表明:PVC/稻壳木塑复合材料的硬度随GF含量增加呈现先减小后增大的趋势。GF含量在15%以下时,随着GF用量的增大,木塑复合材料的拉伸强度与冲击强度总体上随之变大,超过15%则随GF含量增大而减小。而弯曲强度出现先减后增的趋势,弯曲弹性模量则与之相反。木塑复合材料的耐磨损性在GF含量为15%时最佳,摩擦系数在10%时最大。合适的偶联剂处理能增强木塑复合材料的力学性能和耐磨性。其中γ–氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)的增强效果比较好,钛酸酯不能提高PVC/稻壳木塑材料的力学性能和耐磨性。     

腐蚀环境中纤维增强聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能研究

分别研究了不同含量碳纤维(CF)、玻璃纤维(GF)填充聚四氟乙烯（PTFE）复合材料在硫酸溶液中和干摩擦条件下的摩擦学性能,同时考察了PTFE复合材料在酸中的腐蚀行为,探讨了相关机理。结果表明,在酸中GF能够提高PTFE的耐磨性,比CF在提高PTFE耐磨性方面具有更好的优势。就酸溶液中的耐磨性和耐腐蚀性而言,15 %（质量分数,下同）是填料的最佳含量,此时GF和CF填充的PTFE,耐磨性分别较纯PTFE提高了7.7和4.4倍;当填料的含量超过15 %时,复合材料的耐磨性和耐腐蚀性均下降,主要是由于此时犁削和磨粒磨损是PTFE复合材料的主要磨损机制。由于酸溶液的冷却和润滑作用,硫酸溶液中PTFE复合材料的摩擦因数大幅降低,但酸溶液抑制了对磨面上转移膜的形成。     

纤维增强聚苯硫醚复合材料摩擦磨损性能的研究

分别以玻璃纤维(GF)与碳纤维(CF)作为增强体制备了聚苯硫醚(PPS)纤维增强复合材料。研究了GF/PPS和CF/PPS复合材料的摩擦磨损性能,以及不同体积分数的纤维增强体、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:GF与CF的引入有效地提高了复合材料的摩擦磨损性能;随纤维体积分数的增加复合材料的摩擦系数逐渐增加,随载荷的增加复合材料的摩擦系数逐渐降低,但磨损率增大。