氧化锌晶须增强尼龙复合材料蠕滑特性

使用自制牵引滚动摩擦试验机测试氧化锌晶须(ZnOw)增强尼龙(Polyamide,PA)复合材料的滑移率—牵引力系数特性曲线,采用赫兹理论分析复合材料45钢的接触特性,并根据复合材料的粘弹性模型分析粘弹性对牵引力系数的影响。结果表明,ZnOw/PA复合材料的牵引力系数随滑移率先线性增大,在滑移率为5%～15%范围内,牵引力系数增至最大,然后则随滑移率增加逐渐减小并趋于稳定。牵引滚动特性受ZnOw的质量分数和试验正压力的影响。复合材料的粘弹性特性对复合材料的牵引力系数影响较小。复合材料的牵引力系数主要取决于其与45钢之间的粘着摩擦,牵引力系数符合大滑移率条件下牵引力系数的数学模型。     

氧化锌晶须填充尼龙的划痕实验

用划痕测试方法测定了ZnOw填充尼龙1010复合材料的划痕系数和划痕过程中的声发射信号。结果发现,当ZnOw含量小于20%(质量分数)时,划痕系数随ZnOw的含量线性增加。纯尼龙材料在划痕过程中没有发生声发射事件,而复合材料的声发射振铃计数随ZnOw的含量线性增加。根据ZnOw的特殊空间结构,建立了其在尼龙基体的细观几何模型,并根据模型得出了划痕系数与晶须含量的关系。模型计算结果与试验结果相一致。     

玻璃微珠填充改性含油铸型尼龙的摩擦学和热性能

以玻璃微珠为填料制备了玻璃微珠填充改性含油铸型尼龙复合材料,研究了复合材料的摩擦争性能和热性能。结果表明：加入玻璃微珠的复合材料的摩擦因数降低,耐磨性提高,其磨损行为主要是粘着磨损和磨粒磨损;该复合材料的热变形温度有所降低,但线膨胀系数减小。     

铸型尼龙的离心浇注与砂模成型工艺

论述了铸型尼龙的合成工艺及成型要求，研究了离心浇注的特点、工艺及存在的问题，在此基础上提出了一种满足任意形状要求的新的尼龙成型工艺——砂模成型。     

ZnO填充尼龙1010的摩擦磨损行为研究

采用热挤压方法制备了含不同添加量的微米ZnO尼龙1010(PA1010)复合材料，对复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了实验研究，并利用扫描电子显微镜对其磨损机理进行分析。结果表明，ZnO质量分数小于10％时，复合材料的拉伸强度与PA1010相当，而硬度明显提高。ZnO含量对复合材料的摩擦学性能有显著影响，ZnO质量分数介于3％～10％时填充效果最好。复合材料的磨损机理随ZnO含量的不同而发生变化。     

不同种类润滑剂改性MC尼龙复合材料的性能

为了改善起重机用尼龙滑块的摩擦磨损性能,分别采用液体润滑油、轴承润滑脂、Mo S2锂基润滑脂、特种润滑脂对MC尼龙滑块进行改性;采用扫描电镜观察改性后复合材料的形貌,采用电子万能试验机测试复合材料的力学性能,采用磨损试验机考察复合材料的摩擦磨损性能。结果表明:研究的4种复合材料中,轴承润滑脂填充MC尼龙复合材料的综合力学性能最好,且具有优异的摩擦磨损性能,其作为起重机滑块,更能满足使用要求。     

滚动摩擦副打滑理论的研究

研究了圆柱型滚动摩擦副微观打滑机理，建立了接触区应力应变的理论模型，利用边界元法编制计算程序对打滑率进行数值计算，得到稳态滚动摩擦副打滑率的变化规律。对打滑率的修正方法作了简要分析。     

氧化锌晶须填充尼龙1010复合材料的摩擦磨损性能

采用模具挤压成型的方法制备了氧化锌晶须填充尼龙1010复合材料,使用纳米力学测试系统测试了不同含量氧化锌晶须复合材料的硬度和弹性模量,在UMT试验机上考察了复合材料的摩擦磨损性能,然后对磨损表面进行了SEM观察。结果表明：复合材料的硬度和弹性模量随氧化锌晶须含量的增加而增大;ZnOw在保持尼龙1010摩擦性能的同时,可使其耐磨性能提高60％左右。纯尼龙的主要磨损机制为粘着磨损和熔融,填充ZnOw后复合材料的磨损机制转变为疲劳剥层。     

纳米ZnO填充尼龙1010复合材料的力学与摩擦学性能

采用热挤压方法制备了不同纳米ZnO添加量的尼龙1010(PA1010)复合材料,对其力学和摩擦学性能进行了试验研究.结果表明:添加少量纳米ZnO可以提高复合材料的抗拉强度、表面硬度和弹性模量;过量纳米ZnO造成复合材料抗拉强度的下降,原因在于纳米颗粒在尼龙1010基体内的分散均匀性变差,并在基体内部形成微裂纹缺陷;纳米ZnO最佳添加量为3.0%～5.0%,随ZnO添加量的增加复合材料的摩擦因数提高,磨损率有一定程度的降低,最多可达30%.     

氧化物/尼龙1010复合材料滚动疲劳行为研究

以我国自主研制的尼龙1010为基体,氧化铁（Fe3O4）和氧化铜（CuO）为增强剂,进行氧化物／尼龙复合材料的滚动疲劳实验,研究氧化物／尼龙复合材料的滚动疲劳机制。通过实验发现周期性应力导致在材料临界深处形成显微裂纹和显微空穴成核,裂纹扩展导致形成片晶形磨屑,显微裂纹和显微空穴成核是剥层磨损的主要因素。氧化物颗粒割裂了尼龙1010的基体,在接触应力和摩擦热的复合作用下,表面金属氧化物颗粒由于复合材料表面界面疲劳开裂而剥落,形成表面疲劳。30％CuO／尼龙1010复合材料的抗滚动疲劳磨损性能最好,疲劳磨损量只有尼龙的70％左右;10％Fe3O4／尼龙1010复合材料耐磨性能最差,滚动疲劳磨损量是尼龙的2．4倍。     

PTFE对纤维增强尼龙66材料摩擦学性能的影响

考察了玻璃纤维（GF）增强尼龙66复合材料的摩擦磨损性能,以及PTFE对复合材料摩擦学性能的影响,利用扫描电镜分析了磨损形貌。结果表明：15％GF增强尼龙复合材料的摩擦学性能改善不明显,而且磨损量高于纯尼龙;加入PTFE在摩擦过程中形成了转移膜,降低了玻璃纤维增强尼龙复合材料的摩擦磨损,改善了其摩擦学性能。     

聚合物填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

采用机械共混-冷压成型-烧结的工艺制备了PEEK、PPS填充PTFE基粘弹．摩擦型阻尼材料,用环-块式磨损试验机研究了在干摩擦条件下的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌和内部组织结构。结果表明：混合填充PEEK和PPS时,2种填充物的比例对材料的摩擦因数影响不大,当二者含量相近时,摩擦因数最大;填充物对磨损性能的影响与对摩擦因数的相同;随着PEEK含量的增加和PPS含量的减少,材料的磨损方式由疲劳剥落磨损为主转变为犁削、粘着磨损;PTFE含量的增加,使得复合材料的摩擦因数减小,而磨损有所增大。综合考虑认为,PTFE与适当比例的PEEK／PPS混合填充,具有合适的摩擦因数和较好的耐磨性,能够满足特殊工况下阻尼材料的需要。     

高分子聚合物材料微动摩擦磨损行为

组合密封中塑料环的耐磨特性对其密封性能有重要作用,为优选合适对摩材料,研究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚四氟乙类(PTFE)+40%铜粉、PTFE+7%碳纤维、PTFE+7%碳纤维+5%MoS₂、聚醚醚酮(PEEK)5种高分子聚合物材料与QT500对摩的微动摩擦磨损性能。从中筛选出PTFE+7%碳纤维、UHMWPE 2种材料进行不同微动行程、润滑条件下的对比试验。结果表明：无论是在干摩擦还是油润滑条件下,UHMWPE材料的平均摩擦因数随着微动行程的增大而增加,PTFE+7%碳纤维材料达到稳定状态时摩擦因数随着循环次数的波动较小。综合试验结果,当微动行程小于等于0.2 mm时建议选用PTFE+7%碳纤维,微动行程大于0.2 mm时建议选用超高分子量聚乙烯材料。     

石墨填充聚醚酰亚胺摩擦学性能分析

在M-200摩擦试验机上进行不同含量石墨填充PEI基复合材料的摩擦磨损试验,利用扫描电子显微镜分析了断口和磨损表面的显微结构,并分析了磨损机制。考察了表面硬度随含量填充量的变化规律。试验结果表明:石墨在复合材料基体中呈片状结构,磨损过程中易形成转移膜,从而改善了摩擦磨损情况,其中填充质量分数10%石墨的PEI基复合材料摩擦因数最低,填充30%石墨的复合材料磨损率最低,材料表面硬度随着填充石墨含量的增加而降低,石墨填充量在5%～30%之间表面硬度下降平缓,当填充量超过30%时,材料表面硬度下降剧烈。     

固体润滑剂对碳纤维增强尼龙复合材料摩擦学性能的影响

分别制备了PTFE／碳纤维、MoS2／碳纤维混杂增强的尼龙66复合材料,用MM-2000型摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能,用SEM和XPS分析了磨损表面。结果表明：PTFE／碳纤维混杂增强可以明显改善尼龙复合材料摩擦学性能;MoS2／碳纤维混杂增强没有改善复合材料的摩擦学性能;MoS2在摩擦过程中氧化生成的MoO3充当了摩擦副之间的磨粒,其磨损机理推测为粘着和磨粒磨损的综合作用。     

纳米粒子和聚四氟乙烯填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能研究

以纳米氧化锌(ZnO)和纳米蒙脱土(MMT)及聚四氟乙烯(PTFE)作为复合填料,通过热压成型工艺制备了纳米ZnO-MMT及PTFE填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了纳米粒子对复合材料摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌。结果表明当PTFE和MMT的填充量均保持为质量分数6%,填充纳米ZnO质量分数为4%~6%时的复合材料可获得较好的摩擦磨损性能,与不含纳米ZnO的复合材料相比,其摩擦因数最低下降了11.1%,而磨损率下降了83.3%。当复合填料中纳米ZnO含量较低时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的粘着磨损,但当复合填料中纳米ZnO含量较高时,复合材料的磨损机制主要表现不同程度的粘着磨损和磨粒磨损,同时其复合材料的摩擦磨损性能出现了恶化现象。     

MoS2、CdO及聚全氟乙丙烯填充改性聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

用机械共混、冷压成型自由烧结的方法制备了MoS2、CdO和聚全氟乙丙烯填充聚四氟乙烯复合材料;用MM-2000型摩擦磨损试验机测试了在干摩擦条件下该复合材料的摩擦磨损性能;用扫描电镜(SEM)对磨损试样的表面形貌进行观察和分析.结果表明:未添加聚全氟乙丙烯的复合材料其摩擦磨损性能比添加的好;当CdO的体积分数为22.5%,MoS2的体积分数为7.5%时,复合材料的摩擦因数最小,抗磨性强,复合材料的摩擦磨损性能最佳.     

电流对黄铜/Al2O3弥散强化铜合金摩擦副摩擦磨损性能的影响

根据列车受电弓系统的实际工况条件,在自制的销-盘式载流摩擦磨损试验机上研究了Al2O3弥散强化铜合金销试样和黄铜（H62）盘试样摩擦副在载流条件下的滑动摩擦磨损性能,试验条件为速度20m/s、载荷0.63MPa、电流25-75A。试验结果表明,电流对黄铜/Al2O3弥散强化铜合金摩擦副的滑动干摩擦行为具有显著影响。随电流的增加,销试样的磨损率增加,摩擦因数增大,试样表层发生了磨粒磨损和粘着磨损。