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%。     

腰果壳油改性酚醛树脂对有机摩擦材料性能的影响

采用干法热压成型工艺制备以腰果壳油改性酚醛树脂、纯酚醛树脂为黏结剂,芳纶纤维、矿物复合纤维、硅酸铝纤维等为增强材料的摩擦材料,对试样进行摩擦磨损性能、物理性能和机械性能测试。结果表明:在摩擦材料配方中引入适量的腰果壳油改性酚醛树脂有助于改善摩擦材料的摩擦磨损性能和耐热性能。当w(腰果壳油改性酚醛树脂)=17%时,摩擦材料的性能优异,分别为摩擦系数μ=0.43,磨损率约0.16×10-7 cm3/(N·m),冲击强度2.38J/cm2,硬度72.5HRC,密度2.11g/cm3,上述数值符合国家标准GB5763—2008的3类标准,表明该材料有望工业应用。     

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。     

碳粉粒度对腰果壳油改性PF基摩擦材料性能的影响

为研究碳粉粒度对腰果壳油改性酚醛树脂(PF)基摩擦材料性能的影响,采用热压成型工艺制备出4种不同碳粉粒度(48,25,18,9μm)的PF基摩擦材料,分别对摩擦材料的密度、硬度、压缩强度、冲击强度、热性能和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,碳粉粒度越小,摩擦材料的密度和硬度越高,力学性能越好,高温下的摩擦系数越稳定,且磨损率及200℃时的热膨胀系数越小,热稳定性能越好;当碳粉粒度为9μm时,摩擦材料密度为1.725 g/cm3,洛氏硬度值为92,压缩强度为109.8 MPa,冲击强度为3.72 k J/m2,350℃下的磨损率为1.12×10–7 cm3/(N·m),200℃下的线膨胀系数为1.55×10–5/℃,失重速率最大时的温度为441.3℃,750℃质量保持率为88.6%。摩擦材料中碳粉适宜的粒径为9μm。     

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。     

聚氧化乙烯改性聚甲醛力学性能及摩擦磨损性能的研究

利用聚氧化乙烯( PEO)同时改善了聚甲醛( POM)的缺口冲击性能和摩擦磨损性能。实验结果表明,PEO可使POM的缺口冲击强度和断裂伸长率增加,摩擦系数和磨痕宽度减小。改善POM摩擦磨损性能的机理是在摩擦的过程中,PEO在摩擦界面形成润滑层。研究了PEO相对分子质量和添加量的影响。当PEO相对分子质量为5.0x 10⁵、含量为5%(质量%)时,共混物有优良的综合性能,缺口冲击强度达12.9kj/m²,比纯POM增大一倍;拉伸强度下降不大;摩擦系数和磨痕宽度分别为0.18和3.5mm,比纯POM分别下降50%和35%。     

球形燃料元件基体石墨摩擦磨损性能的研究

利用OHT-1000E型摩擦磨损试验机系统研究了氦气中高温气冷堆球形燃料元件基体石墨在不同温度及载荷下的摩擦磨损性能,并与其摩擦磨损后的微观形貌相结合,对其摩擦磨损的机理进行分析。结果表明:在氦气中,不同温度下基体石墨的摩擦磨损性能差异很大,而且在不同载荷下,温度对基体石墨的摩擦磨损性能影响不同。在低载荷下,基体石墨在400~700℃温度范围的摩擦系数较大,在其他温度范围的摩擦系数都相对较小;在高载荷下,基体石墨在100~200℃和400~700℃温度范围的摩擦系数较大,在其他温度范围的摩擦系数都相对较小,载荷主要影响较低温度(100~200℃)下的摩擦磨损性能。基体石墨的摩擦系数、磨损量及其磨损机理有较好的对应关系:当基体石墨的摩擦系数大时,对应的磨损量较多,磨损机理主要为粘着磨损;当基体石墨的摩擦系数较小时,对应的磨损量也较小,磨损机理主要为磨粒磨损。     

聚四氟乙烯改性双马来酰亚胺树脂的摩擦性能研究

采用两种成型工艺(工艺a为冷压→340℃烧制10 min→220℃热压60 min→后固化,工艺b为冷压→220℃热压60 min→340℃烧制10 min→后固化)制备了不同比例的PTFE/BMI(聚四氟乙烯/双马来酰亚胺)改性树脂,对其力学性能和摩擦磨损性能进行了研究,并详细探讨了材料的摩擦磨损机制。研究结果表明:采用工艺a制备的改性树脂具有良好的综合力学性能;适量的PTFE对BMI树脂具有明显的增强增韧作用,当w(PTFE)=7.50%(相对于BMI质量而言)时,改性树脂的弯曲强度(93.00 MPa)和冲击强度(9.35 kJ/m2)分别比纯BMI树脂提高了47.63%和99.08%;引入PTFE可明显降低改性树脂的摩擦因数,当w(PTFE)=17.40%时,改性树脂的摩擦因数(0.146)相对最低,并且比纯BMI树脂降低了78%左右。     

丁腈橡胶改性树脂摩擦材料的制备和性能研究

采用干法工艺制备丁腈橡胶改性的酚醛树脂基摩擦材料,对摩擦材料样品进行摩擦磨损性能、物理性能能和机械性能测试,结果表明:在酚醛树脂基摩擦材料配方中,适量引入丁腈橡胶可以有效改善摩擦材料的性能。当丁腈橡胶添加量为4%时,摩擦材料样品的综合性能最佳,分别为:摩擦系数μ=0.44,磨损率为0.33×10~(-7)cm~3/N·m,冲击强度为0.763k J/m~2,洛氏硬度为63HRM,密度为2.27g/cm~3。各项性能符合GB 5763-2008的第3类标准,表明该材料有工业应用的前景。     

玄武岩纤维与玻璃纤维对汽车摩擦材料性能影响

增强纤维种类和含量是影响汽车摩擦材料性能的重要因素,在同源配方中分别采用玄武岩纤维和玻璃纤维,测试了摩擦材料的摩擦系数、冲击强度、洛氏硬度性能。结果表明,质量分数为8%的玄武岩纤维摩擦材料比质量分数为8%的玻璃纤维摩擦材料的洛氏硬度可以提高33.8%,冲击强度提高7.45%,且摩擦性能相对稳定,磨损率低,是制备高性能摩擦材料替代玻璃纤维的优选原料。     

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.     

聚苯硫醚复合材料摩擦性能的研究

考察了聚四氟乙烯（PTFE）、纳米无机粒子及不同含量和粒度的石墨填充改性聚苯硫醚（PPS）复合材料的摩擦磨损性能、力学性能；并采用扫描电镜（SEM）观测了磨损表面及对摩面的微观结构。结果表明：石墨的添加有利于在对摩面上形成转移物，而且随着石墨含量的增加，材料的摩擦系数明显降低，但磨耗量却有所升高，而石墨的粒度变化对材料的摩擦性能没有太大的影响；当PTFE和石墨两种固体润滑剂同时加入时，材料的力学强度有所降低，但其摩擦系数及磨耗量都得到明显改善，材料以疲劳磨损为主：纳米无机粒子的加入会使材料的磨耗量有所增大，其磨损机理转变为磨粒磨损。     

PPESK/TK/石墨复合材料的摩擦磨损性能研究

以含二氮杂萘联苯型聚醚砜酮(PPESK)树脂为基体,以石墨和钛酸钾晶须(TK)为填料,采用物理混合、热压模塑的方法制备了PPESK/TK/石墨复合材料。研究了石墨和TK含量对复合材料摩擦磨损性能的影响,利用扫描电镜观察了磨面的形貌。结果表明,石墨和TK均能显著改善聚合物材料的摩擦磨损性能,并具有明显的协同作用。石墨对降低材料的摩擦系数起主导作用,仅以石墨为填料,材料的摩擦系数可降低至纯树脂的1/3;而TK对复合材料的磨损性能起到了明显的改善作用,当TK和石墨比例为3∶1时,材料的磨损率可降至最低,比纯树脂降低了两个数量级。扫描电镜观察结果表明材料的磨损机理主要为磨粒磨损、粘着磨损和轻微的疲劳磨损。     

石墨烯对树脂基摩擦材料性能影响

借助控制变量法探究石墨烯含量对酚醛树脂基摩擦材料性能的影响,采用一次热压成型技术制备石墨烯改性酚醛树脂基摩擦材料试样,利用洛氏硬度计、剪切强度试验机和定速式摩擦试验机分别检测其硬度、内剪切强度和摩擦磨损性能,分析石墨烯含量与摩擦材料相关性能的变化规律。研究表明,石墨烯含量0.3%试样综合性能最优,随着石墨烯含量增加其硬度和摩擦系数稳定性逐步提高,但石墨烯含量0.4%试样硬度会超过酚醛树脂的适宜硬度范围;中高温阶段含石墨烯的摩擦材料摩擦系数低于不含石墨烯试样但磨损率有所增加,石墨烯含量0.2%试样摩擦系数和磨损率最高,其值为0.344和0.309×10~(-7) cm~3/(N·m);酚醛树脂基摩擦材料的内剪切强度会因各组分材料的黏接性能减弱而降低。     

新型无石棉有机物摩擦材料的制备及其性能研究

以热压固化方法制备了一种新型无石棉有机物（NAO）摩擦材料,研究了其力学性能和摩擦磨损性能。结果表明,NAO的冲击强度可达4.25 kJ/m2,硬度为68 HRM,力学性能优异;材料具有适中的摩擦系数,摩擦系数随温度升高而稳步升高,无热衰退现象,且高温和低温的摩擦系数曲线均较平稳;材料具有极低的磨损率;主要摩擦性能均优于国家标准所规定的技术要求。     

增强纤维含量对汽车摩擦材料性能的影响

本文研究了不同体积百分数混杂纤维增强材料对汽车摩擦材料的摩擦、磨损性能及硬度、冲击强度和三点弯曲性能等指标的影响。结果表明，摩擦材料的冲击强度、三点弯曲断裂强度及硬度随纤维含量的增加而上升。纤维含量变化时，摩擦系数和磨损量变化较大，ＳＥＭ 及ＥＤＸ 分析表明，其机理与摩擦材料和对偶之间的转移膜的特性密切相关。在所研究的摩擦材料中，混杂纤维的含量以体积百分数１０％ 为最佳，此时材料有较高的摩擦系数和较低的磨损量，冲击强度、弯曲强度及硬度等性能指标都能达到使用要求。     

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。     

纤维结构特性对有机摩擦材料性能的影响研究

采用干法热压制备纤维增强有机摩擦材料,对玻璃纤维结构特性对有机摩擦材料样品的摩擦磨损性能和物理机械性能进行测试。结果表明:适宜长度的玻璃纤维可以有效提高摩擦磨损性能和物理机械性能;当玻璃纤维长度为9～12mm时,摩擦材料样品的综合性能最佳,平均摩擦系数μ=0.41,磨损率0.5×10~(-7)cm~3·(N·m)~(-1),冲击强度3.5kJ·m~(-2),各项性能符合GB 5763-2008,表明该材料具有一定的工业应用前景。     

修饰碳纳米管对树脂基摩擦材料力学性能的影响

通过超声及表面化学修饰等手段提高多壁碳纳米管(MWNTs)在树脂基体中的分散性。研制了以酚醛树脂(PF)为基体的无金属摩擦制动材料。添加经过表面修饰的MWNTs对摩擦材料进行增强。系统分析了MWNTs的表面修饰、用量等对摩擦材料力学性能的影响。结果表明,经过氨基化修饰的MWNTs(MWNTs-NH2)对摩擦材料的改性效果比酸化修饰的MWNTs(MWNTs-COOH)好。当修饰MWNTs的用量为PF质量的1%时,摩擦材料弯曲强度、冲击强度和硬度均达到最大,其中添加1%MWNTs-NH2时各项性能分别提高82.1%、145.4%和86.5%。     

石墨/铜粉改善双马来酰亚胺复合材料摩擦性能

采用层压成型制备了2类改性双马来酰亚胺纤维复合材料,分别考察了石墨、铜粉的用量对纤维复合材料摩擦性能(摩擦系数,磨损率)和力学性能的影响,并用扫描电镜对复合材料的磨损表面形貌进行了分析。结果表明:石墨对改善双马来酰亚胺的摩擦磨损性能较铜粉更有效。石墨的质量分数为3%时,复合材料的摩擦磨损性能和力学性能达到最佳。