纳米复合材料摩擦磨损性能研究进展

介绍了纳米复合材料的组成、分类和制备方法,评述了纳米复合材料的摩擦磨损性能研究进展,总结了纳米复合材料摩擦学性能的主要影响因素,分析了纳米复合材料的摩擦磨损机制,指出了当前纳米复合材料摩擦学研究领域的发展趋势和有待于研究和解决的问题.     

碳锌复合材料的摩擦磨损性能

研究了碳纤维增强模用锌合金复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损特性。试验结果表明:该复合材料的摩擦磨损性能比单一锌合金的有明显改善,且碳纤维取向明显影响着该复合材料的这些特性,其中以Ⅱ型纤维取向的性能为最佳。扫描电镜对磨痕观察发现,磨痕上裸露的纤维数目与该材料的摩擦磨损性能有直接的关系。本文还对影响该材料摩擦磨损性能的因素进行了分析和讨论。     

高强铝合金-PTFE纺织复合材料的摩擦磨损性能

将PTFE纺织复合材料粘结到高强铝合金背衬上,制备成铝合金-PTFE纺织复合材料。选择航空工业常用的3层复合材料(DU)作对比实验。摩擦磨损实验在摆动实验机上完成,实验条件为:载荷为10~80MPa,摆动频率8次/min,摆角为±30°,相对湿度(70±5)%。实验结果证实铝合金-PTFE纺织复合材料的摩擦因数大约0.055,摆动磨损寿命大约2.5万次,均优于DU材料。可见,这种高比强的新型复合材料适用于航空航天工业。     

PTFE复合材料高温摩擦磨损性能研究

研究了高温条件下不同填料填充的PTFE复合材料的摩擦磨损性能,并与常温下的摩擦磨损性能进行了比较.结果表明青铜粉、纤维填充的复合材料在高温下表现出与常温相反的摩擦磨损规律;碳类填充复合材料在不同温度下则表现出较为稳定的规律;特种塑料改性的PTFE复合材料,具有极好的综合性能.     

SiCp／Al复合材料摩擦磨损性能研究

对ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料在干滑动摩擦条件下的摩擦磨损性能进行了研究，给出了载荷、速度以及体积分数对该复合材料摩擦磨损性能的影响规律，并对该复合材料的磨损机理进行了探讨。     

半金属摩擦材料组成对其摩擦磨损性能的影响

利用扫描电镜分析、Ｘ射线能谱分析和差热－热重分析，对自制半金属摩擦材料的主要组分－有机粘结剂、铸铁屑、铜纤维和石墨对其摩擦磨损性能的影响进行了试验研究。     

碳陶复合材料的摩擦磨损性能

在碳碳坯体的基础上,通过液相渗硅法制备了密度为2.0～2.2 g·cm-3、用于飞机刹车片的碳陶复合材料,研究了该材料的物相组成、微观结构、力学性能,通过模拟飞机不同制动条件,利用大样试验台架对1.4 MJ能载下该材料摩擦副的干、湿态摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:该材料由碳相、β-SiC相及硅相组成,SiC相主要分...     

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。     

聚合物基复合材料摩擦磨损性能的研究进展

介绍了聚合物基复合材料结构与组成对其摩擦磨损特性影响方面的研究;分别讨论了不同聚合物基体、不同的填料及固体润滑剂对复合材料摩擦因数及磨损率的影响;讨论了表面处理技术、滑动速度、滑动距离、载荷、对磨面的特性及温度等条件对复合材料的摩擦磨损性能的影响,并探讨了其摩擦、磨损机理.     

硅线石颗粒／LY12复合材料摩擦磨损性能研究

采用搅融混合－半固态挤压方法，复合成形硅线石颗粒／ＬＹ１２复合材料，并对其进行了摩擦学性能测定。通过对摩擦形貌的扫描电镜、Ｘ射线分析，研究了材料的摩擦磨损机理。同ＺＱＳｎ６－６－３材料摩擦学性能相比较，表明硅线石颗粒／ＬＹ１２复合材料具有广泛的应用前景。     

铝-塑自润滑材料的结构分析设计与摩擦磨损性能

对高强铝合金(7075)———超高分子量聚乙烯(UHMWPE)自润滑材料进行结构分析设计,通过压缩试验与往复式滑动摩擦磨损试验测试了新材料的承载力、摩擦热、摩擦因数与磨损率;用扫描电镜观察了磨损表面的磨痕形貌并分析了磨损机理。结果表明:这种新型自润滑材料的比强度较高,抗压强度达到100MPa,摩擦因数小于0.16;在正压力P=8.5kN、往复频率300次/min(30mm/s)、滑动行程S=324m的室温干摩擦条件下,磨损率为1.7×10-6mm3/(N.m),摩擦温度为65℃;这种新型自润滑材料在磨合期主要表现为犁沟和粘着磨损,磨损后期表现为表层和亚表层的脆性断裂。     

PTFE/7075铝合金镶嵌型自润滑材料的摩擦学行为

采用模压／烧结工艺制备了PTFE／7075铝合金镶嵌型自润滑复合材料,在往复式摩擦磨损试验机上进行了摩擦磨损试验,用扫描电镜观察了复合材料磨损后的表面形貌,并探究了其磨损机理。结果表明:在试验条件下,稳态后摩擦温度为51℃,摩擦因数为0．087,磨损率为0．38×10-3mm3／(Nm),和非镶嵌型PTFE基复合材料相比,导热性和耐磨性大大提高,而摩擦因数无明显增加;稳定磨损阶段主要表现为粘着磨损,同时伴有轻微磨粒磨损,磨损后期局部呈现疲劳特征。     

基体成分对Fe_3Al基复合材料摩擦学性能的影响

采用热压烧结法制备一种新型Fe3A l基复合材料,讨论基体成分对其摩擦学性能的影响。研究结果表明:本实验中,Fe3A l粉体的最佳球磨时间为60 h;随着A l含量提高,Fe3A l基复合材料的摩擦因数略有降低但耐磨性明显提高,合金元素Cr的加入有效地改善了材料的摩擦学性能,以Fe-28A l作为摩擦材料的基体即可很好地满足性能要求;Cu作为基体中的软相,摩擦因数随游离Cu含量的增加呈上升趋势但摩擦稳定性变差,且耐磨性降低,Cu含量的最佳范围为12%~18%(质量分数),随着石墨含量的增加,材料的摩擦因数和磨损率都下降,但石墨含量过高会导致材料性能恶化,石墨的最佳含量为8%~12%(质量分数)。     

铜包石墨含量对铜锰铝复合材料摩擦磨损性能的影响

为改善铜锰铝合金的烧结性能,并提高其在干摩擦下的摩擦磨损性能,以铜包石墨作为自润滑相加入到铜锰铝合金中,采用等离子真空压力烧结方法制备铜锰铝/石墨复合材料,分析铜包石墨含量对复合材料的密度、硬度的影响,探讨不同复合材料在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能.结果表明:相比真空和氢气还原气氛下的烧结方式,等离子体烧结铜锰铝...     

重载自润滑材料的有限元设计及摩擦实验

利用ANSYS有限元软件对重载自润滑复合材料进行设计,通过摩擦磨损实验测定了其摩擦磨损曲线。结果表明这种自润滑复合材料的承载能力达到100MPa,摩擦因数小于0.14;在承载能力为80MPa、摆动频率为8次/min及摆角为±30°的条件下,这种自润滑复合材料的磨损率低,使用寿命长。可见这种新型复合材料适合于制造低速、重载与耐磨条件下的自润滑轴承。     

钢背衬碳纤维织物/环氧复合材料干摩擦特性研究

研究了钢背衬碳纤维织物/环氧复合材料在环-环端面干摩擦状态下的摩擦学特性,考察了MoS2与石墨粉及其配比、衬层厚度、法向载荷对衬层干摩擦性能的影响,用扫描电子显微镜对衬层的磨损表面及对偶件45^#钢环表面进行了观察与分析。结果表明：厚度为1.5mm的试环衬层在摩擦过程中主要表现出粘结磨损特性,而含20%（质量分数）MoS2粉的0.6mm衬层表现出疲劳磨损与磨粒磨损特性。摩擦因数-时间特性曲线表明MoS2粉在降低衬层摩擦因数的同时能够抑制环氧树脂向对偶钢环表面的粘结;石墨对衬层的减摩效果优于MoS2粉,但摩擦温升引起树脂向偶件表面转移增多使得减摩效果大大降低;质量分数为33%的MoS2与石墨粉衬层表现出最佳的摩擦学性能,衬层摩擦因数具有随载荷先减小后上升的趋势。     

聚合物及其复合材料摩擦学研究新进展

综述了聚合物及其复全材料的摩擦学新进展,并指出了聚合物及复合材料的摩擦学研究方向。     

颗粒增强铝基复合材料干摩擦磨损特性研究

采用自制的干摩擦磨损试验机研究了3种ZL101-SiCp、Al2O3p复合材料及对比材料与半金属摩擦材料配副的摩擦磨损性能.结果表明,随接触压力的增加,材料的磨损率增加;随摩擦速度的增加,材料的磨损率减小.ZL101合金的磨损率比复合材料要大近3个数量级.复合材料的磨损率仅为HT250的1/3.随接触压力、速度的增加,材料的摩擦系数降低.复合材料的摩擦系数与HT250的相当,摩擦系数稳定性优于HT250.     

Enhanced Mechanical and Tribological Properties of Graphene-Reinforced TiAl Matrix Composites

This study investigated the mechanical properties and dry-sliding friction and wear behaviors of graphene-reinforced TiAl matrix composites in expectation of providing valuable information for the application of graphene. The results suggested that the incorporation of graphene apparently improved the microhardness, fracture toughness, and tribological properties of the composites. For the composite with 3?wt% graphene, the microhardness increased by 129%, the fracture toughness increased by 149%, the friction coefficient decreased by 37% and the wear rate decreased by 78%. Also, the microstructural analyses of the worn surfaces indicated that three types of graphene-rich films, with different percentages of coverage, were generated on the worn surfaces under various wear conditions. An evolution mechanism of the films as a function of wear conditions was proposed, and the corresponding variation of friction and wear behavior was also discussed.     

聚酰亚胺复合材料与不同金属间干滑动时的摩擦学性能

采用MPX-2000型摩擦磨损试验机研究了聚四氟乙烯和二硫化钼填充聚酰亚胺复合材料在干滑动摩擦条件下与45钢、镍铬合金、铜和铝对磨时的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜和光学显微镜分析了复合材料及对偶件的磨损表面形貌。结果表明:复合材料与铝对磨时的摩擦因数和磨损率最低,分别约为与钢摩擦时的43%和49%;摩擦后铝表面形成均匀连续的转移膜,45钢、镍铬合金和铜的表面没有形成有效转移膜,因此复合材料的摩擦因数较大;复合材料与不同金属材料摩擦时的磨损机理主要是粘着磨损与疲劳磨损。