填料改性UHMWPE基复合材料拉伸磨损性能的研究

研究了填料颗粒改性的超高分子量聚乙烯体系的拉伸与磨损性能，加入少理的粉煤灰可提高体系的拉伸强度，并且颗粒越细小，越有利于拉伸强度的提高。ＳｉＣ，Ａｌ２Ｏ３，特别是４０目石英砂可大幅度提高体系的耐磨料磨损能力。     

改性UHMWPE塑料的摩擦磨损性能研究

分别研究MoS2、PTFE和石墨对UHMWPE耐摩擦性能的影响。结果表明:在载荷200 N,转速400 r/min的试验条件下,UHMWPE/石墨、UHMWPE、UHMWPE/MoS2和UHMWPE/PTFE的平均摩擦系数分别为0.27,0.30,0.35和0.39。掺杂石墨(质量分数9%)降低了UHMWPE的摩擦系数,在试验过程中减少了由于摩擦而产生的热量,从而提高了UHMWPE/石墨复合材料的耐磨性能。     

低温下铜纳米颗粒对UHMWPE复合材料摩擦磨损性能影响

向碳纤维(CF)与聚苯酯(POB)增强超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料加入不同质量分数铜纳米颗粒,探究了加入铜纳米颗粒对复合材料的力学性能与导热性能的影响.使用扫描电子显微镜(SEM)对铜纳米颗粒改性复合材料在低温环境下时磨损微观表面进行观察.使用原子力显微镜(AFM)研究了低温环境下改性复合材料转移膜的形貌....     

聚合物基减摩耐磨复合材料研究

利用4，4’-二氨基二苯甲烷(DDM)、环氧树脂(E-51)和改性剂A对双马来酰亚胺(BMI)树脂进行增韧改性，通过分析比较浇铸体的力学性能和耐热性能确定了改性树脂的最佳配方。并将此改性树脂与超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉末进行共混，加入减摩耐磨填料，采用模压成型工艺制备了减摩耐磨复合材料，确定了模压成型工艺参数。测试了材料在不同温度的摩擦磨损性能，表明在合适的使用温度下具有优良的耐摩擦磨损性能。并运用扫描电镜(SEM)对材料磨痕进行了观察，探讨了摩擦磨损机理。     

填料对聚合物基复合材料摩擦和磨损性能的影响

综述了纤维、固体润滑剂、无机填料对聚合物基复合材料摩擦学性能的影响，并分析了各种影响因素的作用机理．提出了改善聚合物基复合材料摩擦学性能应注意的问题，对研究、开发、应用性能优异的聚合物基复合材料具有指导作用．     

HAP／HDPE／UHMWPE复合材料的制备和表征

通过化学共沉淀-水热合成法制备纳米级羟基磷灰石（HAP）,再用自制模具制备HAP／高密度聚乙烯（HDPE）／超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）复合材料。通过扫描电镜观察、X射线衍射分析、热重分析、燃烧实验以及力学性能测试,研究HAP／HDPE／UHMWE复合材料的微观结构和力学性能。研究结果表明：通过口模挤出可使HDPE分子链在应力作用下伸直取向,大量平行于长轴且紧密排列的微纤维形成。UHMWPE的加入可以改善材料的微观结构,增加材料的串晶互锁结构。而HAP和聚乙烯之间只是机械地混合在一起,呈层状结构,HAP被聚乙烯组分紧紧包裹在一起,且在同一样品中HAP含量比较均匀;随着HAP含量增加,拉伸强度和抗弯强度下降,分别从170．7MPa和160．8MPa下降到99．2MPa和94．3MPa,而弹性模量有所增加,从4．9GPa上升到5．9GPa。     

UHMWPE/Kaolin复合材料的物性研究--机械性能、耐磨性及其相关关系

按ASTM标准进行拉伸和缺口冲击强度试验，分析釜内聚合和机械混合两种方法制备的高岭土填充超高分子量聚乙烯基(UHMWPE／Kaolin)复合材料的机械性能，分别用MM200磨损试验机和MSH型腐蚀磨损试验机研究这两类复合材料的耐磨性．讨论UHMWPE／Kaolin的机械性能和耐磨性与制备方法和高岭土含量的关系．结果表明：UHMWPE／Kaolin的机械性能与制备方法显著相关，由于高度细化和均匀分散的高岭土颗粒的增强作用及较强的界面结合强度，釜内聚合方法制备的UHMWPE／Kaolin的综合性能比熔融机械混合方法制备的成分相同的复合材料的明显要好．进一步的数据分析发现，UHMWPE／Kaolin的耐磨性与机械强度综合指标有显著的相关关系．     

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）冻胶丝在拉伸初级阶段的结构演变

聚乙烯在白油中溶胀后形成半稀液,经双螺杆挤出机、纺丝箱等,通过凝胶纺丝技术获得冻胶丝,再经连续拉伸得到 UHMWPE 纤维。采用扫描电子显微镜（SEM）、小角和宽角 X 射线散射（SAXS 、WAXS）测试分析,建立了纤维在拉伸初级阶段结构演变过程的模型。结果表明,在 110 ℃（接近熔点的温度）连续拉伸,片晶向纤维晶转变的过程首先是拉伸诱导结晶的过程。随着拉伸持续,晶体被破坏,分子链被不断拉出晶体块并充分展开,最终形成伸直链纤维。     

正交试验分析铬酸改性UHMWPE纤维

设计正交试验对UHMWPE纤维进行铬酸改性,通过分析正交试验结果得到最优的铬酸改性工艺,并对经最优铬酸改性工艺处理前后UHMWPE纤维的表面形貌、接触角、红外光谱进行了测试和对比分析,得到结论:处理液配比K_2Cr_2O_7:H_2O:H_2SO_4为7:12:82,处理温度为63℃,处理时间为10min。     

纳米填料增强UHMWPE–橡胶水润滑摩擦学性能

为了研究水润滑条件下试验载荷和速度对纳米碳化硅填料（Nano–SiC）改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）–橡胶复合材料摩擦学性能的影响,通过高温混炼、热压成型制备Nano–SiC辅以聚四氟乙烯（PTFE）填充改性UHMWPE–橡胶复合材料;采用MRH–3型环–块摩擦试验机探究4种不同载荷条件下复合材料的摩擦磨损性能,采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和非接触光学3维轮廓仪对试样微观磨损表面形貌分析,从微观层面探究改性复合材料的摩擦机理。试验结果表明：在定载变速条件下,速度由0.005 m/s升到0.541 m/s时,改性复合材料的动、静摩擦系数均呈现大幅下降趋势,摩擦系数波动归于平稳,黏–滑现象逐渐减弱直至消失。试验载荷和纳米粒子含量的变化与试样摩擦磨损程度呈负相关：在水润滑条件下,随着纳米粒子含量增加,摩擦系数与磨损率均出现明显降低,填充比例5%的复合材料摩擦学性能最佳,摩擦系数整体较UHMWPE–橡胶材料降低35%,磨损率降低46.6%,磨损表面形貌也随之发生改变;随着载荷的增加,复合材料的磨损率从1.25×10~(–6) mm~3/(N·m)降至0.40×10~(–6) mm~3/(N·m)。Nano–SiC的含量与工况载荷压力对摩擦磨损均存在一定影响,即填充适量Nano–SiC的UHMWPE–橡胶复合材料能减轻黏–滑现象,与一定工况压力下的对偶钢环组成的摩擦配副能有效改善摩擦性能,有利于减小水润滑轴承的磨损,增强传动系统服役寿命。     

Comparison of the Wear Behavior of UHMWPE Lubricated by Human Plasma and Brine

The effect of plasma and brine lubricants on the friction and wear behavior of UHMWPE were studied by using the geometry of a Si3N4 ball sliding on a UHMWPE disc under patterns of uni-directional reciprocation and bi-directional sliding motions. The worn surface and wear particles produced in these two lubricants were analyzed. Sliding motion pattern affected the friction coefficients lubricated with plasma, while seldom affected that lubricated with brine. UHMWPE lubricated with plasma showed about half of the wear rate of that lubricated with brine. The two rates were 0.75 pg/m and 2.19 pg/m for the two motion patterns, respectively. However, wear particles generated in plasma included a greater amount of small particles, compared to that in brine. In uni-directional reciprocation, the main wear mechanism is ploughing both in plasma and in brine. In bi-directional sliding modes, the significant characteristic is ripples on the worn surface in plasma, while there are oriented fibers on the worn surface in brine.     

铝基网络陶瓷复合材料的制备与磨擦磨损特性

提出了网络陶瓷增强金属基复合材料的新构思,设计和制备了一种新型的网络陶瓷增强铝合金复合材料,通过对网状陶瓷增强铝基复合材料磨损表层形貌分析可知,复合材料的磨损机理比基体合金复杂,粘着磨损和磨粒磨损同时起作用。     

短纤维增强铝硅合金梯度复合材料耐磨性能的研究

采用挤压铸造技术制备短纤维增强铝硅合金梯度复合材料,研究了这类材料的凝固组织和耐磨性能.结果表明,在复合材料中,基体组织细小,纤维与基体结合良好,并呈梯度状无序分布;梯度复合材料的耐磨性能优异.     

玻璃纤维增强树脂磨具复合材料的制备及性能研究

通过添加适量的玻璃纤维制备树脂磨具,研究了玻璃纤维添加量对树脂磨具复合材料性能的影响．结果表明,利用适量的玻璃纤维取代氧化物填料,可以明显地改善树脂磨具的力学性能．与未添加玻璃纤维的树脂磨具复合材料相比,玻璃纤维增强树脂模具复合材料的最佳弯曲强度和洛氏硬度值分别提高128．9％和143．1％．     

UHMWPE人造表面织构摩擦学研究

由于表面形貌的摩擦学效应,可以使用人造表面织构对摩擦表面进行表面改性,以提高表面的相关性能.本文使用采用用照相制版电铸方法制作模板,压铸成型了两种不同直径和分布规律的UHMWPE试样表面,通过和常规车加工试样表面的对比试验,研究了人造表面织构对UHMWPE摩擦学性能的影响.试验结果显示人造表面织构可以减小UHMWPE摩擦副的摩擦系数,相关仿真研究显示人造表面织构改善了UHMWPE摩擦副接触界面上的热传导.     

GF增强尼龙1010复合材料的磨擦学性能研究

制备了玻璃纤维（GF）增强尼龙1010复合材料,在环一块磨损试验机上研究了复合材料的摩擦学性能。结果表明：GF含量对复合材料的摩擦学性能有显著影响,GF质量分数为35％时增强效果较好;随着滑速的增加,GF增强尼龙1010复合材料的摩擦系数和磨损量持续上升。干摩擦下的复合材料磨损以疲劳断裂和粘着为主,且纤维出现磨损、断裂及从基体中剥落的现象。在油润滑下材料向对偶产生轻微的转移,与干摩擦相比复合材料的摩擦系数和磨损量大为降低;水润滑下的尼龙以化学腐蚀磨损和磨粒磨损为主,此时复合材料摩擦系数也有较大程度的降低,但磨损量较干摩擦增大。     

Comparison of Biotribology of Swine Compact Bone Against UHMWPE

A pin-on-disk tribometer was used, in a comparative test to observe the tribological behavior of the swine femoral bone against UHMWPE with dry friction, physiological water and human plasma lubrication. The wear mechanisms of swine bones and UHMWPE were investigated by SEM. The experimental results of these wear tests demonstrated that both the friction coefficient and wear rate of UHMWPE were the lowest when human plasma lubrication was used. The wear mechanism of the compact bone was mainly fatigue wear with dry friction, corrosive wear under physiological water lubrication and abrasive wear with human plasma lubrication. For UHMWPE, the wear mechanism was adhesive wear and plastic deformation with dry friction, serious ploughing and fatigue fracture wear under physiological water lubrication, fine ploughing and plastic deformation with human plasma lubrication. An analysis of nitrogen elements on the wear surface of UHMWPE indicated that the content of nitrogen in worn areas was 16 times higher than that in unworn areas, which proved that serum protein deposition occurred on worn areas.     

一种低合金钢的冲击磨料磨损研究

本文对新研制的70Cr2SiMnMoVTiRE 低合金耐磨钢和高锰钢在冲击磨料磨损条件下的磨损行为进行了研究;借助 X 射线衍射仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段,对试验钢的最佳耐磨组织、钢中残留奥氏体,以及冲击功和配对材料硬度等参数对磨损性能的影响,进行了较细致的分析和讨论,对冲击磨料磨损机理也作了相应的探讨.