玄武岩纤维对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

为探究玄武岩纤维在树脂基摩擦材料中的应用,采用热模压工艺制备了玄武岩纤维质量分数为0～20%的树脂基复合材料,对其进行摩擦磨损性能试验,并检测硬度和抗剪强度,观察磨损表面微观形貌,探讨其磨损机制。结果表明:向树脂基摩擦材料中添加玄武岩纤维,具有显著提高材料的硬度、抗剪强度,降低磨损率,增大摩擦系数和热衰退温度的作用。玄武岩纤维增强的摩擦材料硬度越高,摩擦系数越大,剪切强度和硬度越高,磨损率越小;当玄武岩纤维含量为15%时,磨损率最低,达到0.23 cm~3/(N·m);当玄武岩纤维含量为20%时,摩擦系数最大,达到0.45。玄武岩纤维增强的树脂基摩擦材料,其磨损机理以磨粒磨损为主。     

BF/黑宝石粉体增强EP基摩擦材料的摩擦磨损性能

以环氧树脂(EP)为基体,玄武岩纤维(BF)为增强材料,玄武岩水晶玻璃(黑宝石)粉体为摩擦性能调节剂制备BF/黑宝石粉体增强EP基摩擦材料,研究了黑宝石粉体对摩擦材料摩擦磨损性能和力学性能的影响,然后在添加质量分数为5%的黑宝石粉体的基础上,采用相同手段研究了BF含量对摩擦材料性能的影响。结果表明,黑宝石粉体可以极大地提高摩擦材料的摩擦系数,并进一步降低磨损率以及提高摩擦材料的力学性能。BF的加入在一定程度上降低了摩擦材料的摩擦系数,且当BF含量较低或较高时,摩擦材料的磨损率均会有所提升。当BF质量分数为6%时,摩擦材料的综合性能最优,其摩擦系数为0.534,与未加BF的摩擦材料相比仅降低了7.61%,磨损率为0.75%,较未加BF的摩擦材料降低了31.82%,拉伸强度和弯曲强度分别为55.568 MPa和92.750 MPa,与未加BF的摩擦材料相比,分别提高了148%和66.42%。     

钼酸铵/丁腈橡胶改性酚醛树脂对摩擦材料性能的影响

制备了以未改性PF、市售改性PF、钼酸铵/丁腈橡胶复合改性PF作为基体的摩擦材料,研究了钼酸铵/丁腈橡胶改性酚醛树脂(PF)对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,并对不同树脂基摩擦材料的冲击强度、硬度和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,复合改性PF基摩擦材料的冲击强度为3.51~3.72 k J/m2,硬度为73~82,高于未改性PF基摩擦材料的冲击强度(3.22 k J/m2)和硬度(52),有效提高了摩擦材料的韧性和硬度。以复合改性PF为基体的摩擦材料,其摩擦系数的稳定性得以提高,其中以含量为10%的摩擦材料最为稳定,磨损率最小。当树脂添加量相同时,复合改性PF基摩擦材料的摩擦系数的稳定性最好,且摩擦系数值保持在0.37~0.40之间,比未改性PF基摩擦材料的摩擦系数和市售改性PF基摩擦材料摩擦系数稳定;复合改性PF基摩擦材料的高温(350℃)磨损为0.45×10~(–7)cm~3/(N·cm),远低于未改性PF基摩擦材料的1.50×10~(–7)cm~3/(N·cm)和市售改性PF基摩擦材料的0.67×10~(–7)cm~3/(N·cm),抗高温热衰退性最好。     

纤维含量对新型摩擦材料的性能影响

通过改变增强体纤维含量(10wt%~30wt%)研究其对新型摩擦材料的摩擦磨损性能的影响。通过定速摩擦性能试验机测试不同纤维含量材料的摩擦磨损性能;采用扫描电子显微镜观察试样磨后的微观形貌,进而分析其摩擦过程。结果表明:随混杂纤维含量的增加,各温度阶段的摩擦系数逐渐减小,磨损率总体呈现先降低后增大的趋势,纤维含量为10%~15%摩擦材料具有较高且稳定的摩擦系数和低磨损率。     

芳纶浆粕对酚醛树脂基摩擦材料性能影响

以酚醛树脂为基体,使用高模量、高强度、吸附性好、热稳定性能优异的芳纶浆粕作为增强纤维,石墨、萤石、重晶石等作为填料,通过干法热压成型工艺制备酚醛树脂基摩擦材料。研究了芳纶浆粕含量对材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌,初步分析芳纶浆粕在摩擦材料中的作用机理。结果表明,芳纶浆粕可以使材料的冲击强度和硬度明显提高;当配方中芳纶浆粕含量较低时,材料的摩擦系数变化不大,随着含量进一步增加,材料的摩擦系数明显升高;适量的芳纶浆粕有助于形成致密均匀的摩擦层,进而提高材料的摩擦稳定性,同时降低磨损率。当配方中芳纶浆粕的质量分数为2%时,材料达到最佳的摩擦磨损性能。     

竹炭/碳纤维增强树脂基摩擦材料摩擦磨损性能

采用腰果壳油改性酚醛树脂和丁腈橡胶为粘结剂,具有高弹性模量和高强度的碳纤维为增强纤维,竹炭、重晶石和蛭石等为填料,采用热压成型工艺制备树脂基摩擦材料,研究了竹炭含量对摩擦材料的剪切强度、密度和摩擦磨损性能的影响,借助扫描电镜观察磨损表面形貌并分析磨损机理。结果表明:随着竹炭含量的增加,材料的剪切强度和密度相应减少;添加竹炭能明显提升在250℃和350℃下的摩擦系数,对于100℃下的摩擦系数影响较小;增加竹炭含量,材料的磨损率逐渐变大,磨损机制由单一磨粒磨损向黏着磨损和磨粒磨损的复合磨损机制转变。     

长石粉对酚醛树脂基摩擦材料性能的影响

采用热压成型工艺制备混杂纤维增强酚醛树脂基摩擦材料,在定速式摩擦试验机和万能试验机上研究了不同长石粉含量对材料摩擦磨损性能和力学性能的影响,借助扫描电子显微镜观察磨损表面形貌并分析其磨损机理。结果表明,长石粉的加入对材料的力学性能有明显改善,相比于无长石粉的材料,当长石粉质量分数为6%时,材料的弯曲强度、压缩强度、剪切强度和冲击强度和洛氏硬度分别提高17.76%,10.62%,15.75%,7.81%和5.24%,但密度降低6.34%。且长石粉质量分数为6%时摩擦材料摩擦磨损性能最佳,100℃时的摩擦系数高达0.51,且磨损率最低,为1.2×10-8cm3/(N·m);其磨损机制从200℃时的粘着磨损转变为300℃时的典型磨粒磨损。     

碳纤维含量对改性酚醛摩阻材料性能的影响

利用D—MS摩擦试验机研究了碳纤维含量对改性酚醛摩阻材料摩擦磨损性能的影响。碳纤维含量对摩阻材料的摩擦磨损性能影响显著，摩阻材料的摩擦系数和磨损率随碳纤维含量的增加而减小，提出改性酚醛摩阻材料中碳纤维含量不宜超过5％。扫描电镜分析表明，材料的摩擦磨损机理与碳纤维含量密切相关。     

w(石墨)对NAO摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用热压固化方法制备了一种新型无石棉有机(Non-asbestos organic:NAO)摩擦材料,研究了w(石墨)对摩擦材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着w(石墨)的增加,材料密度逐渐降低;材料的冲击强度先增大后减小,当w(石墨)=4%时材料的冲击强度达到最大值4.15kJ/m~2。摩擦和磨损性能测试结果表明,w(石墨)对摩擦材料的低温摩擦系数影响较小,对高温摩擦系数影响较明显。当w(石墨)=4%时可以有效提高摩擦材料的高温摩擦系数和高温抗磨损性能,且w(石墨)越高,材料高温磨损率越低。     

不同制动速度对碳纤维增强酚醛树脂基摩擦材料摩擦性能的影响

为了研究不同制动速度对碳纤维增强树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,通过制备短切纤维(DQ)、平纹布铺层(TB)和2.5D深交联机织物(SJ)三种碳纤维预制体结构增强酚醛树脂基摩擦材料,测试了三种摩擦材料在不同制动速度下的摩擦系数、磨损率及制动时间,并结合微观表面形貌和磨屑形貌讨论了摩擦材料的摩擦磨损机理。结果表明:在相同的制动速度下,材料的摩擦系数基本表现为SJTBDQ,深交联织物增强摩擦材料磨损量最低、制动时间最短。平纹布铺层和2.5D织物增强摩擦材料的摩擦系数受制动速度的变化影响较小,并稳定在0.35～0.45。随着制动速度的增加,短切纤维增强摩擦材料表面难以形成连续的摩擦膜,主要发生磨粒磨损;平纹布铺层和2.5D织物增强摩擦材料摩擦表面存在较完整的摩擦膜,磨损形式以粘着磨损为主。     

不同种类酚醛树脂黏结剂对摩擦材料性能的影响

分别以未改性通用酚醛树脂、特殊改性刹车片专用酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂为黏结剂,玄武岩纤维、钢纤维为增强纤维制备四种酚醛树脂基摩擦材料。对试样进行物理性能、机械性能和摩擦磨损性能测试。结果表明,四种摩擦材料的密度相差不大,未改性通用酚醛树脂基摩擦材料的硬度符合刹车片使用要求,腰果壳油改性酚醛树脂基摩擦材料具有最佳的冲击强度和压缩强度;在摩擦过程中,腰果壳油改性树脂摩擦表面形成碳化膜,碳化膜的存在使摩擦材料的摩擦系数相对比较稳定,降低了磨耗量。研究表明,腰果壳油改性树脂基摩擦材料的综合性能最优。     

剑麻/钢纤维增强改性酚醛树脂力学和摩擦性能

采用改性酚醛树脂为基体,剑麻/钢纤维混杂为增强纤维,通过辊炼、模压成型工艺制备了剑麻/钢纤维增强酚醛树脂复合材料.研究了剑麻纤维的加入及含量对聚砜改性酚醛树脂复合材料力学性能、摩擦磨损性能及热稳定性能的影响.结果表明:剑麻纤维质量分数为15%、钢纤维为10%时,复合材料的冲击和弯曲强度分别为3.82 kJ/m2和59.6 Mpa,达到最大;随着剑麻纤维含量的增加,复合材料的摩擦系数降低,热稳定性能下降,当剑麻纤维质量分数为10%时,复合材料的摩擦性能优异;复合材料的磨损面呈现黏着磨损和疲劳磨损特征.     

基于填料粒度对离合器摩擦材料性能影响的研究

本文提出采用丁腈乳胶改性酚醛树脂作粘结剂、采用玻璃纤维和复合包芯纱作为增强纤维、丁腈橡胶复合填料制备离合器摩擦材料的工艺方法。试验表,在相同配方和工艺条件下,复合填料的粒度对离合器摩擦材料的性能有很大影响。当复合填料粒度为20-60目左右时,摩擦材料具有较好的物理机械性能和良好的摩擦磨损性能。     

纤维增强树脂基摩阻材料研究进展

综述了近几年来树脂基摩阻材料用增强纤维的研究进展,主要介绍了常用的4类纤维增强树脂基摩阻材料的摩擦学特性、增强纤维制备方法及其在摩阻材料中的应用。     

陶瓷纤维增强摩擦材料的性能研究

采用热压成型工艺制备出陶瓷纤维增强改性酚醛树脂摩擦材料,分析了纤维长度对摩擦材料抗热衰退性能、耐磨性能和力学性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)观察了摩擦材料的断口形貌.结果表明,陶瓷纤维长度对摩擦材料的摩擦磨损性能和力学性能影响很大;在纤维用量不变的条件下,长陶瓷纤维代替短陶瓷纤维后,摩擦材料在各温度段下的摩擦系数增大,耐高温性和热衰退现象得到了明显改善,冲击强度和硬度得到显著提高,在长陶瓷纤维质量分数为10%时,摩擦材料的综合摩擦磨损性能最好;SEM分析表明,长陶瓷纤维与树脂基体之间的界面粘结强度比短陶瓷纤维高.     

玻璃纤维增强酚醛摩阻材料

针对玻璃纤维增强酚醛摩阻材料存在的问题，研究分析了不同类型玻纤维增强酚醛树脂、玻纤增强橡胶改性酚醛树脂、下纤增强三聚氰胺腰果壳油改性酚醛树以及混杂纤维增强酚醛树脂摩阻材料的性能，并对摩阻复合材料的发展提出建议。     

无氨阻燃酚醛塑料的研制

以液态自固化酚醛树脂为基体，无机纤维，矿物粉为增强材料，并加入其它助剂制备了无氨阻燃酚醛塑料。该塑料具有优异的耐漏电起痕指数和阻燃性能，使用中不放出氨，不腐蚀电器，仪表上的金属嵌件和电气触头，是精密电器，仪表和各种密闭机器的关键材料。     

混杂纤维含量对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

为了研究多种只由非金属混合组成的增强纤维对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,以腰果壳油改性酚醛树脂（CNSL）为基体,按不同比例加入玻璃纤维、碳纤维和芳纶浆粕纤维,采用热压烧结技术制备摩擦材料。利用与高速钢配副的环块摩擦磨损试验机研究摩擦材料在不同制动工况下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜分析了材料的磨损形貌。结果表明,玻璃纤维、碳纤维、芳纶浆粕纤维的体积比分别为4 %、10 %、3 %所组成的摩擦材料（P3）的硬度比其体积比分别是7 %、4 %、6 %的摩擦材料（P1）和其体积比分别是1 %、7 %、9 %的摩擦材料（P2）的硬度大;在不同的制动条件下,样品P1的摩擦因数最大,P3次之,P2最小,样品P3和P2的相对磨损率相似且比较稳定,约为样品P1的1~1/5,样品P3表现出最佳的摩擦学性能;摩擦材料和对偶材料的磨损形式主要为磨粒磨损。     

碳纤维复合材料电力机车受电弓滑板的研制

以改性酚醛树脂为粘结剂，以碳纤维、铜纤维为增强剂和导电组分，以石墨等为润滑组分，采用常规热压成型工艺制造一种新型碳纤维复合材料电力机车受电弓滑板。该材料采用层状复合结构。与浸金属碳滑板相比。碳纤维复合材料受电弓滑板的密度更小，电阻率更低，冲击强度和弯曲强度更高。     

无石棉摩擦材料的干法成型研究

介绍了丁苯橡胶改性酚醛树脂为基体，天然硅酸盐纤维、铜纤维等为填料的摩擦材料的干法成型工艺。确定了无石棉摩擦材料的主要配方、工艺流程和工艺条件。制造的无石棉杀车片的主要指标符合标准要求，经实地跑车试验表明，效果良好。该摩擦材料无毒，可作为石棉基刹车片的替代品。