二硫化钼改性热塑性聚酰亚胺材料稳定摩擦磨损性能

改进MPX-2000摩擦磨损试验机,实现了在线测定材料摩擦磨损性能。实验测定载荷、滑动速度和对偶面粗糙度等工况条件对二硫化铝改性热塑性聚酰亚胺（TPI）基复合材料摩擦磨损性能的影响,结合低真空扫描电子显微镜（FESEM）观察其磨损面形貌的结果分析材料磨损机理。研究表明：在线测定法与传统称重法测定的材料磨损情况基本一致。在线测定结果发现：在材料稳定磨损状况下,随着载荷的增大,材料磨损率增加而摩擦因数降低;随着滑动速度的增大,材料磨损率增加,但其对摩擦因数影响不明显。高速下磨损机理主要是严重的粘着磨损和疲劳磨损：同时发现磨损率与对偶面粗糙度呈非线性关系,经颗粒直径为46um氧化铝砂纸打磨过对偶面,其材料磨损率最低。     

碳纤维改性热塑性聚酰亚胺材料摩擦磨损性能

通过正交实验设计和方差分析,系统考察了工况（温度、速度及载荷）对碳纤维改性热塑性聚酰亚胺（TPI）摩擦磨损行为的影响。用电子显微镜（SEM）观察其磨损面形貌分析材料磨损机制。研究表明：随着温度升高,分子链相对滑移增强,体现出良好的自润滑特性,材料的摩擦因数和磨损率均有所下降;排除摩擦热的干扰,方差分析表明载荷、速度及其交互作用对材料摩擦磨损行为影响不显著。根据粘着摩擦理论,载荷的改变对材料抗剪切强度无明显作用,表现为材料摩擦磨损性能稳定。随速度的增加,材料抗剪切强度呈现下降趋势,同时考虑到受力中的塑形硬化现象,摩擦因数出现先增后减的变化。     

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。     

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.     

聚酰亚胺对聚四氟乙烯基自润滑复合材料摩擦磨损性能的影响

研究了不同聚酰亚胺(PI)含量的聚四氟乙烯(PTFE)基自润滑复合材料的摩擦磨损性能,并分析了干摩擦和预浸油润滑两种条件下的磨损表面形貌和磨损机理.研究表明:PI的加入在于摩擦状态下能显著提高复合材料的减摩性能,并且随着含量的增加效果更加明显;但其抗磨损作用并不明显,其磨损量取决于复合材料的协同作用,而玻璃纤维和MoS2减磨作用明显;在预浸油润滑条件下,由于油润滑占主导地位,复合材料基体减摩效果不能充分体现.     

纳米石墨/铝基复合材料的摩擦磨损性能

采用粉末冶金和热压烧结的方法制备了纳米石墨/铝基复合材料,分析了纳米石墨加入量对复合材料摩擦磨损性能的影响.结果表明:纳米石墨的加入量为1%时,在基体中易于分散,可以显著降低复合材料的摩擦因数;但随着纳米石墨含量的增加,材料的磨损量也相应增大.     

碳纤维增强热塑性聚酰亚胺的力学性能和摩擦磨损性能

用电子万能试验机和摩擦磨损试验机考察了短切碳纤维(CF)增强热塑性聚酰亚胺(PI)复合材料的力学性能和摩擦磨损性能,并通过扫描电镜(SEM)观察磨损面微观形貌,从而确定其主要磨损机理。结果表明:短切碳纤维可以提高复合材料的抗压强度,但对抗拉强度和抗弯强度的增强效果不明显,而冲击强度会有所下降。适量碳纤维的加入可以有效改善材料的摩擦磨损性能,其中10%碳纤维填充PI摩擦因数为0.12,仅为纯PI的44.4%,但随CF含量进一步增大(最大达到30%),摩擦因数趋于稳定;材料磨损率随CF加入下降了一个数量级,其中10%CF填充PI的磨损率最低,为1.83×10-8cm3.N-1.m-1。低含量碳纤维复合材料磨损机理以粘着磨损为主,而高含量时主要是磨粒磨损。     

聚酰亚胺及其复合材料的摩擦与磨损

在各种自润滑工程塑料中,聚酰亚胺不仅具有突出的热稳定性、力学性能、抗辐照、耐溶剂,而且在高温、高低压和高速等极端环境下具有优异的减摩抗磨性,是一类很有潜力应用于摩擦学系统中的材料。因此近三十年来,对各种聚酰亚胺的摩擦学特性研究日益受到国内外学者的广泛关注。1 聚酰亚胺的分类和特性 主链上含有聚酰亚胺基团的聚合物通称为聚酰     

纳米高岭土和石墨填充PTFE复合材料摩擦磨损性能

采用模压法制备石墨和纳米高岭土填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,在往复式滑动摩擦磨损试验机上测试了其的干滑动摩擦磨损性能,试验机往复频率为1.0 Hz.用扫描电镜观测和分析试样的磨损表面.结果表明:石墨和纳米高岭土共同填充的PTFE,在改善其耐磨性的同时,又保持了低的摩擦因数,其中含10%高岭土和5%石墨的PTFE复合材料表现最佳,稳定阶段的摩擦因数保持在0.11左右,耐磨性比纯PTFE提高了大约90倍.     

凹凸棒/石墨协同改性氟橡胶复合材料摩擦磨损性能

利用机械共混和热模压工艺制备凹凸棒(ATP)/石墨(GP)/氟橡胶(FKM)纳米复合材料,分析其硫化历程、拉伸强度和扯断伸长率,通过摩擦性能试验和摩擦面形貌观察,研究其摩擦特性。结果表明:随着纤维状ATP的添加,复合材料的表观交联密度和拉伸强度提高;当FKM复合材料中GP和ATP的添加比例为3∶1时,FKM复合材料具有较低摩擦因数和磨损率。在滑动摩擦过程中,氟橡胶摩擦面剥离的ATP和GP与FKM形成转移膜,而ATP的嵌入使得转移膜强度增加,因此合适的2种填料比率能够增强FKM复合材料的摩擦特性。     

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。     

石墨含量对石墨固体润滑涂层摩擦学性能的影响

利用简便的刷涂法在钢基体表面制备了石墨固体润滑涂层。利用MM-200型摩擦磨损试验机对不同石墨含量的固体润滑涂层进行了详细的摩擦学性能对比试验。结果发现．石墨固体润滑涂层的摩擦学性能与石墨含量之间呈“马鞍形”变化规律，当石墨的质量分数为28％时，固体润滑涂层的减摩、耐磨性能最佳。     

石墨含量对铜基滑动轴承材料摩擦特性影响的数值模拟

采用离散元软件建立了不同石墨含量铜基滑动轴承材料的数值模型,模拟了铜基复合材料与45#钢摩擦副的滑动摩擦过程,探究了石墨含量对铜基轴承材料的抗压强度和摩擦学行为的影响.结果表明:随着石墨含量的增多,材料的抗压强度持续降低;铜基石墨复合材料与45#钢滑动摩擦过程中会在45#钢表面附着转移石墨颗粒,转移石墨颗粒的形成可以有...     

石墨润滑下人字闸门底枢摩擦副摩擦学性能

为研究石墨润滑条件下各参数对人字闸门底枢摩擦副摩擦磨损性能的影响,采用UMT-2多功能摩擦磨损试验机进行销-盘摩擦副试验,模拟闸门底枢低速重载工况条件,研究不同摩擦速度、石墨粒径下不同表面粗糙度人字闸门底枢摩擦副的摩擦磨损性能。试验结果表明：在不同转速工况下,表面粗糙度为0.8 μm的摩擦副采用粒径10 μm石墨颗粒润滑时润滑性能最优,表面粗糙度为2.0 μm的摩擦副采用粒径21 μm石墨颗粒润滑时润滑性能最优;随着转速增加,摩擦副摩擦因数与磨损量均增加。研究表明,石墨粒径大小和摩擦副表面粗糙度共同影响摩擦副摩擦学性能,这为闸门底枢的固体润滑剂选择和摩擦参数设计提供理论依据。     

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。     

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.     

青铜-石墨热喷涂层在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能

在MM-200摩擦磨损试验机上研究了青铜-石墨热喷涂层在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能,采用扫描电镜(SEM)对磨损表面形貌进行了观测和采用X射线能谱分析(XPS)分析了涂层成分。结果表明,在水润滑条件下涂层摩擦因数和磨损率均低于干摩擦条件下;在水润滑条件下磨损机制为轻微磨粒磨损和犁削磨损,在干摩擦下主要是较为严重的粘着磨损和犁削。这是由于水润滑降低了摩擦副界面温度,提高了石墨润滑膜的韧性,改善了润滑效果,从而阻止了粘着磨损的发生,水还促进了钢偶件表面致密氧化膜的形成,从而减轻磨损。因此水润滑对涂层磨损性能有较大影响。