碳织物增强聚合物基自润滑材料摩擦学性能研究进展

从聚合物基体、组分改性、碳织物增强工艺、材料摩擦磨损机制等方面综述碳织物增强树脂基自润滑复合材料摩擦学研究现状。比较热塑性与热固性树脂基体在该类材料中的应用特点,介绍聚合物本体改性和减摩增强填料改性提高摩擦学性能的各种方法,总结当前摩擦学研究中碳织物增强制备工艺及典型材料的摩擦学性能,指出减摩机制、磨损形式、摩擦温升为该类材料摩擦学性能研究中关注的焦点。温度范围广、力学性能优良、易加工成型、无污染的新型材料与成型工艺为今后碳织物增强聚合物基自润滑复合材料摩擦学研究中的首选。     

PEEK基自润滑复合材料的摩擦学研究和应用

聚醚醚酮(PEEK)基自润滑复合材料具有摩擦因数低、耐磨性好等特点,可以在无润滑、高温、潮湿、污染、腐蚀等恶劣环境下使用。本文综述了对聚醚醚酮(PEEK)基复合材料摩擦学研究的新进展,讨论了纤维增强、无机填充、有机共混改性以及温度、对偶和介质、固体润滑剂等对PEEK基复合材料摩擦学性能的影响,介绍了PEEK基复合材料在人工关节假体材料方面的应用,指出PEEK摩擦复合材料今后的研究方向,以期扩大PEEK复合材料的摩擦学工程应用。     

Ekonol/PEEK复合材料的制备和摩擦学性能

用机械共混-模压法制备了Ekonol／PEEK复合材料，通过摩擦磨损实验方法对材料的摩擦学性能进行了研究，并用SEM对磨损表面进行了观察和分析，在此基础上探讨了复合材料的磨损机理。结果表明：用机械共混-模压法能制得摩擦学性能优良的Ekonol／PEEK复合材料，随着Ekonol含量的增加，复合材料的磨损机理发生了由微切削，剥层，粘着磨损向疲劳磨损的转变。     

舰船用滑动轴承轴瓦PEEK基复合材料制备及性能研究

为解决船用润滑系统受损及其他极端工况下舰船滑动轴承轴瓦易烧毁失效的问题,选用PEEK为基体,以PTFE、CF及MoS2作为填料,采用共混改性的方法制备了新型PEEK复合材料轴瓦,重点围绕PEEK复合材料摩擦磨损性能进行研究,以满足舰船在极端工况下应用的需求。试验结果表明：在3种不同润滑条件下,改良后试样的摩擦系数和磨损量相对纯PEEK材料分别了下降29.5%～61.5%和11.7%～69.3%,且随PTFE、CF及MoS2添加量的增加呈现出先大幅下降,后缓慢上升的趋势,填料的加入能极大提升试样的摩擦磨损性能。     

英国威格斯研发PEEK聚合物摩擦轴承

英国威格斯公司研发出公称外径（DW）在710范围内的碳纤威格斯PEEK聚合物复合摩擦轴承。在研发过程中,对轴承的抗冲击及磨损进行了优化设计,从而在延长轴承使用寿命的同时提高了产品的可靠性。由于公称外径为170的轴承产品具有高温性能,因此在设计中,选择威格斯PEEK聚合物作为基质材料来替代热固树脂。该新产品的玻璃化转化温度介于143℃～162℃之间,熔化温度介于343℃～387℃,还具有良好的耐磨性、耐化学性、高机械强度等性能特性。另外,通过选用威格斯PEEK聚合物,生产过程也得以改进。CirComp可降低摩擦系数,     

石墨烯/聚四氟乙烯复合密封材料的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂KH550无水乙醇溶液和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)水溶液对石墨烯进行表面活化处理,采用冷压成型烧结工艺制备石墨烯改性聚四氟乙烯(PTFE)复合密封材料,研究石墨烯含量及其表面活化处理方法对材料性能的影响。研究表明,SDBS对经双氧水处理的石墨烯进行表面活化可以有效改善石墨烯的团聚现象,其改善效果优于KH550;质量分数为1%左右的石墨烯即能有效提高PTFE的机械强度、硬度、压缩回弹性能、蠕变松弛性能和密封性能,墨烯改性PTFE复合材料具有较好的实际应用价值。     

累积损伤方法在复合材料接头研究中的应用

累积损伤方法已被广泛应用于复合材料的各种结构损伤分析及强度预测中。对累积损伤方法在纤维增强复合材料机械连接接头性能研究中的应用进行了分析论述,主要包含应力分析中的有限元建模、失效判定准则及损伤过程中材料性能退化三大部分。并对该分析方法在今后研究的动向进行了展望。     

往复压缩机用新型耐高温、高压活塞环

针对高温、高压工况下使用的聚醚醚酮（PEEK）和聚酰亚胺（PI）活塞环。以PEEK和PI两种高分子树脂为基体的复合材料的机械强度、耐温特性、耐摩擦特性、成型加工性能和产品的结构设计方面进行了研究，枇量生产了高温、高压工况下使用的活塞环并被国内主流压缩机厂正式采用。     

碳纤维/玻璃纤维/石墨协同改性PTFE复合材料力学性能

通过机械混合、冷压和烧结成型制备了碳纤维、玻璃纤维和石墨填充协同改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。对比分析了不同样品的拉伸、冲击和压缩等力学性能。结果表明:玻纤和碳纤维使复合材料冲击强度下降;玻纤使复合材料拉伸强度下降,碳纤维则使复合材料拉伸强度稍有增强;玻纤和碳纤维均使复合材料压缩强度增加,但碳纤维的增强效果更为明显;石墨、玻纤和碳纤维协同增强PTFE复合材料的拉伸强度较高,弹性模量较大,断裂伸长率较高,抗压缩性能明显提高,且材料拉伸时呈塑性断裂,是综合力学性能较好的高性能润滑密封材料。     

化学镀碳纤维增强钛酸铝基复合材料的研究

通过化学镀方法，在碳纤维表面分别镀上Ni、Cu和Cu Ni镀层，以这种表面改性碳纤维与钛酸铝陶瓷复合，制备表面改性碳纤维增强钛酸铝基复合材料，研究各种碳纤维的含量对复合材料的抗弯强度、断裂韧性、尺寸变化率和孔隙率等的影响规律。结果表明，碳纤维可以显著地提高材料的性能，表面改性碳纤维可以进一步提高材料性能。     

纤维增强复合材料物理测试技术研究

随着复合材料应用逐渐广泛，对复合材料性能的要求越来越高，而影响复合材料性能的因素很多，如材料中的孔隙率、孔隙分布和孔径大小都会影响材料的力学性能和使用性能。微观组份的均匀性、界面结合状态等对复合材料的强度、耐蚀性都有很大影响。本成果应用光学显微镜、图象分析仪、扫描电镜，透射电镜、X光电子能谱仪等现代物理测试仪器，对树脂基玻纤增强及玻／碳混杂纤维增强复合材料的微观组份相形态、孔隙、界面等作了全面的分析研究。提出了较系统的适合于复合材料的微观测试方法。从失效分析着手，重点对纤维增强复合材料失效影响较…     

表面改性碳纤维对聚酰亚胺复合材料摩擦学行为的影响

采用硝酸氧化法和涂层复合改性法分别对碳纤维(CF)进行表面改性,并制备CF改性聚酰亚胺(PI)复合材料。考察材料在不同滑动速度和载荷下的摩擦磨损行为,利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌。结果表明:CF与PI基体的界面结合强度对PI复合材料在不同滑动速度下的摩擦磨损性能影响较大,涂层复合处理法比硝酸处理法能更有效提高CF与基体的界面结合强度,提高复合材料在高滑动速度下的摩擦磨损性能。CF的强度是影响复合材料在不同载荷下摩擦磨损性能的主要因素,CF经过表面处理后强度出现不同程度的下降,导致在高载荷条件下复合材料的摩擦磨损性能下较未处理的CF/PI复合材料相比有所下降。     

聚醚醚酮在航空航天领域的应用

聚醚醚酮(PEEK)热塑性材料能在宽广的温度范围和极端条件下提供卓越的综合性能,成为当今最热门的高性能工程塑料。PEEK及其复合材料凭借其优良的综合性能,在航空航天领域具有广阔的应用前景。综述了PEEK的性能特点,将PEEK与其他热塑性塑料及传统金属材料的性能进行了分析对比,详细介绍了PEEK材料在航空航天领域的应用优势,总结了PEEK材料应用发展趋势,并为国产PEEK的发展提出合理化建议。     

玻璃纤维增强PA66注塑工程塑料轴承材料特性分析与研究

工程塑料轴承因其优异的性能应用前景广阔,塑料轴承使用性能要求较高,玻璃纤维增强PA66复合材料具备代替金属的优异性能,且质轻高韧,注塑成型易于加工,广泛应用于制造工程塑料轴承保持架。本文分析研究PA66塑料加入一定比例玻璃纤维混合而成的复合塑料的各项性能,采用塑料模具注塑一次成型时,通过对其粘度、热特性、PVT特性和机械特性等材料特性的比较分析,为制造生产工程塑料轴承保持架选材提供重要依据。     

聚醚醚酮复合材料的转移膜研究

用物理共混-模压法制备了Ekonol／PEEK和Ekonol／石墨／MoS2／PEEK复合材料，通过摩擦磨损实验方法对材料的耐磨件能进行了研究，并用SFM对对偶件表面进行了观察和分析，以探讨对偶面上转移膜的特性对复合材料耐磨性能的影响，结果表明：PEEK能在对偶面上形成不连续、厚薄不均的转移膜；Ekonol的加入能促进转移膜的形成；Ekonol和固体润滑剂能协同改善PEEK所形成转移膜的质量，从而提高PEEK的耐磨性能；复合材料在其对偶面上形成的转移膜质量的好坏对其耐磨性能产生直接影响。     

PTFE基改性复合材料的摩擦磨损性能及其在铁路机械中的应用

概述了聚四氟乙烯（PTFE）基自润滑改性复合材料的摩擦磨损性能研究新进展。讨论了纤维增强、无机填充、有机共混和离子注入表面改性复合材料的摩擦学性能以及PTFE基改性复合材料在铁路机械中的应用。     

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。     

基于液压往复密封的聚醚醚酮性能研究及其应用

针对液压往复密封的低摩擦、高耐磨、耐高压抗挤出、耐液压油等独特工况条件,采用聚四氟乙烯(PTFE)和碳纤维对聚醚醚酮(PEEK)材料进行填充改性,研究改性PEEK材料的力学性能和摩擦磨损性能,并与填料改性PTFE材料进行比较。通过结构设计和有限元仿真分析,对改性PEEK材料与弹性体材料组合的密封件在不同温度下的密封性能进行了模拟和分析,并通过密封功能试验对模拟分析结果进行了验证。结果发现:质量分数20%PTFE填充改性PEEK材料的摩擦因数最低,且其对金属摩擦副无损伤,更适用于液压往复密封;组合密封能有效克服PEEK材料弹性性能差、安装困难的不足。有限元仿真分析结果表明,组合密封在不同温度下能很好适应42 MPa的压力。密封功能试验表明,组合密封比单一PEEK材料密封的启动摩擦力小、泄漏率低,证明改性PEEK材料可替代聚四氟乙烯和尼龙材料应用在液压往复密封领域。     

均匀设计法在聚醚醚酮复合材料摩擦学特性试验中的应用研究

采用均匀设计法设计了CF/SiO2/PTFE/PEEK复合材料,并模压成型;在摩擦磨损试验机上研究了PEEK复合材料的摩擦学特性,应用回归分析法对其摩擦学特性试验数据进行了分析,得到了摩擦学特性参数的回归公式。结果表明,均匀设计法应用于PEEK复合材料的摩擦学特性研究是可行的,能有效预测复合材料的摩擦学特性参数,回归分析结果与复合材料的摩擦磨损试验数据相吻合。     

偶联剂处理碳酸钙晶须对聚醚醚酮摩擦磨损性能的影响

使用耐高温SPEEK偶联剂对碳酸钙晶须进行表面处理,利用热压成型方法制备质量分数为0~30%的碳酸钙晶须增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料,在MM-200型磨损试验机上测试复合材料与45#钢环配副的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌,分析磨损机制。结果表明,SPEEK偶联剂改善了晶须与PEEK基体的界面结合,提高晶须的力学增强效果,复合材料的减摩和耐磨性能显著提高。填充10%~25%晶须,复合材料具有较好的摩擦磨损性能。碳酸钙晶须提高了复合材料承载能力,减少摩擦副表面粘着,阻止树脂的热塑性变形,复合材料磨损以磨粒磨损和疲劳磨损为主。