轴瓦用C/C-SiC复合材料的摩擦磨损性能研究

本文通过液相气化热梯度法结合反应熔渗法制备出C/C-SiC复合材料,并通过环块摩擦磨损实验考察了在水润滑条件下不同载荷对其摩擦磨损特性的影响。实验在结果表明:C/C-SiC复合材料主要由碳纤维、碳纤维周围深色相PyC、灰暗相SiC相和灰白相Si组成。在水润滑条件下,C/C-SiC复合材料的摩擦系数较低,并随着载荷的增加而增大。当载荷从100N增加到400N时,摩擦系数从0.06增大到0.17左右。当载荷小于200N时,C/C-SiC复合材料的磨损率变化不明显;当载荷大于200N时,其磨损率随载荷的增加而显著增大。载荷较高时,C/C-SiC复合材料的磨损形式主要为磨粒磨损,材料表面磨损是磨粒的犁削作用和应力疲劳作用的共同结果。     

球形燃料元件基体石墨摩擦磨损性能的研究

利用OHT-1000E型摩擦磨损试验机系统研究了氦气中高温气冷堆球形燃料元件基体石墨在不同温度及载荷下的摩擦磨损性能,并与其摩擦磨损后的微观形貌相结合,对其摩擦磨损的机理进行分析。结果表明:在氦气中,不同温度下基体石墨的摩擦磨损性能差异很大,而且在不同载荷下,温度对基体石墨的摩擦磨损性能影响不同。在低载荷下,基体石墨在400~700℃温度范围的摩擦系数较大,在其他温度范围的摩擦系数都相对较小;在高载荷下,基体石墨在100~200℃和400~700℃温度范围的摩擦系数较大,在其他温度范围的摩擦系数都相对较小,载荷主要影响较低温度(100~200℃)下的摩擦磨损性能。基体石墨的摩擦系数、磨损量及其磨损机理有较好的对应关系:当基体石墨的摩擦系数大时,对应的磨损量较多,磨损机理主要为粘着磨损;当基体石墨的摩擦系数较小时,对应的磨损量也较小,磨损机理主要为磨粒磨损。     

纤维增强铝硅酸盐玻璃陶瓷复合材料的摩擦学特性研究

在UMT-2微观磨损试验机（USA）上研究了SiC纤维增强铝硅酸盐玻璃陶瓷复合材料的摩擦学特性,且对摩擦表面进行了SEM观察和分析。研究结果表明：随着SiC纤维含量的增加,摩擦系数逐渐降低,但变化幅度较小。而当纤维含量（体积）低于25％时,复合材料的磨损量明显降低,而显微硬度却有较大提高;超过25％时,继续增加纤维的含量会导致复合材料耐磨性下降。SiC纤维增强铝硅酸盐玻璃陶瓷复合材料的摩擦系数随着载荷的增大显现先增大后减小的趋势,并且在载荷140N时达到最大值,而磨损量随着载荷的增大而增加。复合材料的主要磨损失效形式为磨粒磨损。     

碳纤维增强PEEK复合材料的摩擦学性能研究

用磨损试验机对碳纤维增强聚醚醚酮（PEEK）复合材料进行室温干滑动磨损试验。考察了碳纤维的含量，石墨润滑剂，对靡时间及载荷对材料靡损量及摩擦系数的影响，并用电子显微镜对其磨损表面进行了观察与分析，同时对材料的磨损机理进行了探讨，研究结果表明，随着载荷的升高和对磨时间的延长，材料的摩擦系数逐渐降低并趋于稳定，磨损量呈上升趋势，加入碳纤维可以明显地降低材料的摩擦系数和磨损量，当碳纤维含量为5％－10％时复合材料的摩擦系数和磨损量最低；加入适量固体石墨可进一步降低复合材料的摩擦系数和磨损量。     

硅酮母粒改性LLDPE的摩擦学性能研究

采用熔融共混和热压烧结制备了硅酮/线型低密度聚乙烯(LLDPE)复合材料,研究了硅酮母粒含量及实验载荷对复合材料摩擦学性能的影响。结果表明,随着硅酮母粒含量增加,复合材料的摩擦系数不断下降,说明硅酮母粒可有效改善LLDPE复合材料的润滑性能;当硅酮母粒含量为5%时,复合材料的磨损量降低90.7%,说明添加少量硅酮母粒就可以显著改善复合材料的抗磨损性能;当实验载荷由10 N增加到20 N时,复合材料的摩擦系数由0.33～0.54降到0.22～0.41,说明高载荷可进一步促使硅酮母粒迁移到摩擦表面,使磨损表面更易形成润滑膜。磨损表面结构分析显示,纯LLDPE表面塑性变形情况非常严重,磨损机理主要为黏着磨损和磨粒磨损,而添加硅酮母粒后,复合材料磨损表面变的光滑,主要为轻微的磨粒磨损。     

碳纤维增强尼龙复合材料的摩察性能研究

根据碱催化阴离子聚合原理，制备了连续长碳纤维增强单体浇铸尼龙复合材料（简称CL/PA）。在MM-200型磨损试验机上考察了碳纤维含量和试验条件对其摩擦性能的影响，并利用扫描电子显微镜对其摩擦性能和磨损机制进行了考察。分析结果表明：碳纤维的体积分数在35%左右时增强效果最好，CL/PA复合材料的摩擦系数和磨损率随着载荷的增加而减小。其磨损机制主要表现为粘着磨损和碳纤维的破碎和磨平的特征。     

碳纤维增强尼龙复合材料的摩擦学性能

根据碱催化阴离子聚合原理制备了连续碳纤维增强单体浇铸(MC)尼龙复合材料(CCF/MCPA).主要研究了CCF/MCPA复合材料的摩擦学性能和磨损机制.CCF/MCPA复合材料的摩擦系数随着载荷的增加呈现先升后降的态势,磨损率随着载荷的增加而增大.其磨损机制主要表现为粘着磨损和碳纤维的破碎和磨平的特征.     

聚丙烯腈纤维/MC尼龙6原位复合材料摩擦磨损性能研究

本文利用己内酰胺的阴离子原位聚合方法制备了聚丙烯腈纤维/MC尼龙6原位复合材料。对复合材料的摩擦磨损性能进行了测试,通过DSC、SEM等测试手段对复合材料的摩擦磨损机理进行探讨。结果表明原位复合材料的磨损机理是以磨粒磨损为主,同时还有粘着磨损和疲劳磨损。摩擦温度是摩擦系数大小的影响因素。原位复合材料的摩擦系数随载荷的增加而减小,磨损量随着载荷的增加而增加。在低载荷条件下,原位复合材料的摩擦系数大于MC尼龙6,当载荷增加时,聚合物表面软化熔融,起到了润滑作用使得复合材料的摩擦系数下降。     

玻璃纤维增强PEEK复合材料的高速干摩擦性能

利用球盘式摩擦磨损试验机对质量分数为30%的短切玻璃纤维增强聚醚醚酮(PEEK/GF)复合材料进行室温高速条件下干滑动磨损实验,考察了载荷及频率对材料摩擦系数及磨损量的影响,并对摩擦前后的微观形貌及热性能进行了分析。结果表明,随着载荷和频率的增加,PEEK/GF复合材料的摩擦系数和磨损量逐渐增大并趋于稳定;微观结构分析显示GF与PEEK两相结合紧密,磨损方式主要以犁沟为主,GF的加入阻断了PEEK从PEEK/GF复合材料磨损表面剥落,使PEEK磨屑在GF周围积聚,摩擦表面产生的热量使PEEK收缩团聚在一起;PEEK/GF复合材料的热分解温度比纯PEEK提高了75℃。     

PTFE/纳米SiC复合材料的摩擦磨损性能研究

利用冷压烧结法制备了不同含量的聚四氟乙烯/纳米碳化硅(PTFE/纳米SiC)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SiC含量及载荷对PTFE/纳米SiC复合材料摩擦磨损性能的影响,借助于扫描电子显微镜观察分析了试样磨损表面形貌,并探讨了其磨损机理。结果表明,纳米SiC能够提高PTFE/纳米SiC复合材料的硬度和耐磨性,当纳米SiC质量分数为7%时,PTFE/纳米SiC复合材料的磨损量最小,摩擦系数也最小;随纳米SiC含量的增加,其摩擦系数有所增大;随着载荷的增大,PTFE/纳米SiC复合材料的磨损量增加。