石墨和二硫化钼填充氟橡胶的摩擦磨损特性研究

研究了石墨和二硫化钼填充量对氟橡胶(FKM)的摩擦磨损性能的影响, 并用扫描电子显微镜和热重分析仪分析了石墨和二硫化钼填充氟橡胶(FKM)的磨损表面和热稳定性.结果表明,石墨和二硫化钼的加入提高了FKM的摩擦磨损性能与热稳定性;随着石墨和二硫化钼用量的增大,复合材料的摩擦因数和磨损量先降后升;当石墨和二硫化钼质量分数分别为3%和5%时,复合材料的摩擦磨损性能最佳;当二硫化钼填充量为10%时,氟橡胶的热分解温度比未添加润滑剂的氟橡胶提高了7 ℃左右.     

石墨填充聚四氟乙烯基复合材料的摩擦学性能

为了研制PTFE基粘弹-摩擦型阻尼材料,采用机械共混-冷压成型-烧结的工艺制备了石墨、聚苯硫醚、聚醚醚酮混合填充PTFE基复合材料,利用环-块式磨损试验机,在干摩擦条件下考察了复合材料的摩擦学性能,并用扫描电镜观察了磨损表面形貌,研究了复合材料的磨损机制。结果表明:PTFE含量不同的复合材料,随石墨填充量的增大,摩擦因数和磨损率的变化趋势不同,磨损主要由犁削、粘着和疲劳剥落中的一种或几种引起;适当配比的PTFE基复合材料具有较好的摩擦阻尼性能,能够满足粘弹-摩擦阻尼材料的要求。     

纳米及微米石墨/聚四氟乙烯复合材料的力学与耐磨性能

用热压成型法分别制备了纳米、微米石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)的复合材料,对纯PTFE和复合材料进行了硬度、耐磨性和拉伸试验,用SEM观察了拉伸断口形貌.结果表明:纳米和微米石墨均能提高复合材料的硬度和耐磨性,而复合材料的抗拉强度和断后伸长率均有所下降;纳米石墨/PTFE复合材科的硬度、耐磨性、抗拉强度和断后伸长率均比微米石墨/PTFE复合材料的高;当纳米石墨质量分数为7%时,复合材料的综合性能较好,当质量分数大于7%后,复合材料的断后伸长率迅速下降;纳米石墨与PTFE相容性较好,在PTFE中的分布均匀.     

宏观石墨颗粒增强铜基形状记忆合金复合材料的阻尼行为

采用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强铜基形状记忆合金复合材料,利用多功能内耗仪研究了其阻尼行为及阻尼机制。结果表明:复合材料的阻尼性能比基体合金的大大提高,其内耗随石墨颗粒体积分数的增加、石墨颗粒粒径的减小和应变振幅的增大而增大;基体和石墨颗粒的本征阻尼、位错阻尼和颗粒/基体界面阻尼是复合材料的主要阻尼机制。     

石墨含量对铜基石墨自润滑复合材料摩擦过程中石墨润滑膜的影响

为研究石墨含量对铜基石墨自润滑复合材料摩擦过程中形成石墨润滑膜的影响,采用粉末冶金法制备了不同石墨含量的铜基石墨自润滑复合材料,测试了复合材料的力学性能,用自制环-块摩擦试验机测试评估了材料的耐磨性能,用光学显微镜实时原位观察了摩擦表面组织形貌的变化,用扫描电镜对磨痕进行观察和分析,通过能谱仪成分扫描分析接触面石墨润滑膜的覆盖率。结果表明:随着复合材料中石墨含量的增加,材料的力学性能逐渐降低,石墨润滑膜的覆盖率先升高后降低,磨损量先减小后增大;当石墨体积分数为14%时,石墨润滑膜的覆盖率最高,磨损量最小,耐磨性能最好。     

纳米高岭土和石墨填充PTFE复合材料摩擦磨损性能

采用模压法制备石墨和纳米高岭土填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,在往复式滑动摩擦磨损试验机上测试了其的干滑动摩擦磨损性能,试验机往复频率为1.0 Hz.用扫描电镜观测和分析试样的磨损表面.结果表明:石墨和纳米高岭土共同填充的PTFE,在改善其耐磨性的同时,又保持了低的摩擦因数,其中含10%高岭土和5%石墨的PTFE复合材料表现最佳,稳定阶段的摩擦因数保持在0.11左右,耐磨性比纯PTFE提高了大约90倍.     

短玻璃纤维和石墨填充PTFE的摩擦磨损特性研究

利用自主研制的往复式摩擦试验机对短玻璃纤维(SGF)及石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦磨损特性进行了研究,探讨了共混材料对PTFE摩擦学性能的影响。利用扫描电子显微镜对材料的磨损表面进行了观察和分析。研究结果表明,短玻璃纤维有效提高了PTFE的承载能力,石墨的加入起到了减小摩擦的作用,在较高载荷下,短玻璃纤维和石墨填充的PTFE复合材料表现出优异的抗磨性能。     

纳米石墨/铝基复合材料的摩擦磨损性能

采用粉末冶金和热压烧结的方法制备了纳米石墨/铝基复合材料,分析了纳米石墨加入量对复合材料摩擦磨损性能的影响.结果表明:纳米石墨的加入量为1%时,在基体中易于分散,可以显著降低复合材料的摩擦因数;但随着纳米石墨含量的增加,材料的磨损量也相应增大.     

分步插层法制备高倍膨胀石墨及其微观结构

为获得密度小,漂浮性能好的膨胀石墨,采用分步插层法,依次以硝酸与磷酸的混酸、硝酸与乙酸的混酸为插层剂,高锰酸钾为氧化剂制备了高倍膨胀石墨。利用正交试验和平行试验确定了最佳工艺条件。在确定的工艺条件下制备出了膨胀体积为450ml/g的膨胀石墨。分析了用分步插层法制备高倍膨胀石墨的主要影响因素,提出其按影响大小依次为:第一步插层中高锰酸钾用量和第二步插层中乙酸、高锰酸钾和硝酸的用量。采用扫描电镜(SEM)分析了膨胀石墨微观结构随膨胀体积的变化。结果表明:随膨胀体积的增大,膨胀石墨片层被充分打开,几何截面增大,形成更大散射体,从而有利于红外辐射和毫米波的衰减。     

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。     

铜层厚度和石墨粒度对铜包石墨——PTFE复合材料摩擦学性能的影响

作者采用化学还原法制备了铜包石墨（ＣＣＧ）粉，考察了石墨粒度和铜层厚度对铜包石墨－聚四氟乙烯复合材料摩擦学性能的影响。摩擦学研究表明：随着填料粒度的增大，ＰＴＦＥ复合材料的摩擦系数逐渐降低，当填料平均粒度为６６μｍ时，复合材料具有最佳的抗磨性；随着石墨表面铜镀层厚度的增加，ＣＣＧ－ＰＴＦＥ的摩擦系数逐渐升高，当厚度超过３μｍ后，逐渐趋于稳定，材料的磨损率则随镀层厚度呈线性降低的趋势。研究还发现，铜     

纳米碳黑与纳米石墨填充PTFE复合材料摩擦磨损性能比较研究

用M-2000摩擦磨损试验机对纳米碳黑和石墨填充PTFE复合材料进行了摩擦磨损性能研究,用扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面进行观察.结果表明:2种碳纳米能够提高PTFE复合材料的耐磨性,其中纳米碳黑填充效果最佳.纳米碳黑和纳米石墨2种碳纳米的最佳添加量分别为7%和5%(质量分数).纳米石墨可以减小PTFE复合材料的摩擦因数,而纳米碳黑使得PTFE复合材料的摩擦因数增大,且含量越高,复合材料摩擦因数增幅越大.结晶型纳米石墨与PTFE基体的相容性较差,而无定形纳米碳黑与PTFE基体的相容性较好.     

碳纤维增强酚醛树脂/石墨复合材料双极板的性能

研究了碳纤维表面处理方法及其含量对碳纤维增强酚醛树脂／石墨复合材料导电性能与力学性能的影响。结果表明：空气氧化处理碳纤维表面形成微孔和刻蚀沟槽,容易形成应力集中,复合材料的强度不高;空气加液相氧化处理填充了碳纤维表面的微裂纹,对复合材料有一定的补强作用;液相氧化处理有利于提高碳纤维表面活性以及碳纤维的均匀分散性,使材料表现出较好的力学性能与导电性能;随碳纤维含量增多,材料电导率变小,材料强度开始增大,达到最大值后材料强度下降。对碳纤维进行液相氧化处理,碳纤维含量在3％～4％时复合材料的力学性能与导电性能最好。     

多排管式相变蓄热器熔化过程热性能数值模拟研究

建立了多排管相变蓄热器的物理模型和数学模型,利用计算流体力学软件FLUENT对多排管蓄热器内填充石蜡和石蜡/膨胀石墨复合材料时的熔化过程进行了数值模拟,分析了多排管蓄热器内填充两种相变材料时蓄放热过程中温度场的分布情况、相界面移动规律等。模拟结果证明膨胀石墨的添加和多排管结构不仅缩短了蓄热器的蓄放热时间,而且使温度场的分布更加均匀合理,对蓄热装置的设计及实验研究提供了重要的参考价值。     

纳米氧化锌和石墨填充聚酰亚胺摩擦学性能研究

采用M-2000型摩擦磨损试验机考察单一纳米氧化锌(ZnO)和石墨以及二者复合填充聚酰亚胺(PI)复合材料在干摩擦下与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜分析PI复合材料及其对偶件磨损表面形貌状况。结果表明,填充纳米ZnO后,PI复合材料的摩擦学性能变差,填充石墨后,PI复合材料摩擦学性能显著改善;而复合填充纳米ZnO和石墨后PI复合材料的摩擦学性能最佳,即二者存在明显的协同效应。PI复合材料的摩擦磨损性能同其在偶件磨损表面形成的转移膜的性质密切相关,纳米ZnO能显著增强转移膜与对偶件的结合强度,不同PI复合材料呈现不同的磨损机制。     

辐照对石墨填充酚酞聚芳醚酮复合材料摩擦磨损性能的影响

用MM 200型摩擦磨损试验机考察了辐照对石墨填充酚酞聚芳醚酮(PEK C)复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,经高能电子辐照,PEK C复合材料的摩擦磨损性能得到了改善;当辐照剂量较小(5×104Gy)时,辐照对30%石墨复合材料的摩擦磨损性能影响较小;而当辐照剂量较大(1×107Gy)时,辐照对30%石墨复合材料的摩擦磨损性能影响较大。     

低含量磷片石墨填充改性PTFE复合材料的摩擦磨损性能

为了改善聚四氟乙烯高磨耗的缺点,通过冷压烧结成型工艺制备4种低含量鳞片石墨填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,探究其在较高载荷(0.8 MPa)及不同转速下的摩擦磨损情况。采用三维视频显微镜观察样品的表面磨痕深度,借助扫描电镜观察摩擦表面形貌并分析磨损机制。结果表明:在较高载荷下石墨填充PTFE复合材料的摩擦因数和体积磨损率都较纯PTFE有一定程度的降低;且当石墨填充质量分数为5%时,复合材料的摩擦因数和体积磨损率降到最低,在载荷为0.8 MPa、转速为80 r/min时较纯PTFE分别降低了19.7%和84.25%;在较高载荷下,随着石墨含量的增大,复合材料的磨损机制逐渐由犁耕磨损向黏着磨损转变,且当石墨质量分数为10%时,出现轻微的疲劳磨损。     

石墨对SiC/Cu复合材料抗弯强度的影响

采用粉末冶金方法制备了SiC和石墨(Gr)颗粒混杂增强Cu基复合材料,应用弯曲试验研究了复合材料的的抗弯强度。结果表明:SiC/Cu复合材料的抗弯强度随着SiC含量的增大而增大;Gr/Cu复合材料的抗弯强度随着Gr含量的增大而减小;(10%SiC+10%Gr)/Cu复合材料的抗弯强度比10%Gr/Cu复合材料大,比10%SiC/Cu复合材料小。     

铜层厚度和石墨粒度对铜包石墨-PTFE复合材料摩擦学性能的影响

作者采用化学还原法制备了铜包石墨（ＣＣＧ）粉，考察了石墨粒度和铜层厚度对铜包石墨－聚四氟乙稀复 合材料摩擦学性能的影响。摩擦学研究表明：随着填料粒度的增大，ＰＴＦＥ复合材料的摩擦系数逐渐降低，当填料平均 粒度为６６μｍ时，复合材料具有最佳的抗磨性；随着石墨表面铜镀层厚度的增加，ＣＣＧ－ＰＴＦＥ的摩擦系数逐渐升高，当 厚度超过３μｍ后，逐渐趋于稳定，材料的磨损率则随镀层厚度呈线性降低的趋势。研究还发现，铜包石墨改变了石墨 与ＰＴＦＥ的界面结合方式，且铜包石墨颗粒表面铜层在摩擦过程中易被磨掉，内部石墨颗粒暴露在摩擦表面，改善了 ＰＴＦＥ复合材料的摩擦性能；还原铜的硬度适中、颗粒细致，在摩擦过程中易在对偶表面的凹处嵌合，有助于连续、均 匀的转移膜的形成，从而提高了材料的耐磨性能。     

石墨含量对石墨/铜复合材料载流摩擦磨损性能的影响

以石墨/铜复合材料和QCr0.5铜合金为摩擦副,在自制的销盘摩擦磨损试验机上进行不同电流密度下的摩擦磨损试验,考察石墨含量对石墨/铜复合材料载流摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着石墨含量的增加,石墨/铜复合材料的摩擦因数下降,载流效率和磨损率先下降后升高,石墨质量分数为10%时,载流效率最高,为12.5%时磨损率最低;随着电流密度的增加,石墨/铜复合材料的摩擦因数和载流效率下降,磨损率逐渐增加;石墨/铜复合材料在载流摩擦过程中存在黏着磨损、磨粒磨损和电弧烧蚀,电流密度较大时,电弧烧蚀比较严重。