2种改性聚四氟乙烯固体润滑剂的摩擦学二次转移行为

为改善聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的性能,将青铜粉(Bronze)、聚酰亚胺(PI)填充PTFE材料对其进行改性,采用冷压成型、自由烧结工艺分别制备了2种固体润滑剂,在改装的M-2000型摩擦磨损试验机上考察了2种固体润滑剂的二次转移性能;用扫描电子显微镜对上试样的磨损表面进行观察和分析。结果表明:PTFE复合材料作固体润滑剂所形成的二次转移能够改善体系的摩擦学性能,填料的加入增强了PTFE复合材料转移膜与底材的结合强度,起到了保护金属表面的作用;PTFE/Bronze比PTFE/PI的复合材料更适宜作润滑源使用。     

二硫化钼与二硫化钨填充改性聚四氟乙烯的摩擦学性能

采用粉末冶金的方法制备了二硫化钼(MoS_2)、二硫化钨(WS_2)单独和复合填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,对比分析了改性后复合材料的摩擦学性能;采用扫描电镜观察复合材料的磨损表面形貌,超景深显微镜观察对偶钢球上转移膜的表面形态,并分析了其磨损机理。结果表明,MoS_2和WS_2均能改善复合材料的摩擦稳定性和耐磨性,MoS_2和WS_2分别在质量分数10%、25%时改善效果达到最优,且低于20%时MoS_2改性效果优于WS_2,高于20%则相反;复合填充时耐磨性改善效果最优。添加不同种类的固体润滑剂,PTFE复合材料表现出不同的磨损表面形态,呈现不同的磨损机理。     

石墨/聚四氟乙烯/玻璃纤维改性PA6的力学和摩擦磨损性能

采用石墨(Gr)、聚四氟乙烯(PTFE)和玻璃纤维(GF)改性聚酰胺6(PA6),以提高PA6的摩擦磨损性能和力学性能。重点研究了填料组合、配比、载荷和转速对复合材料摩擦磨损性能的影响,通过磨损表面形貌分析探讨了摩擦磨损机理。结果表明:Gr/PTFE/GF混杂改性PA6能明显降低摩擦系数并提高耐磨性,PA6/Gr/PTFE/GF质量比为70/5/10/15时摩擦系数和磨损率最低,且在高转速(40N,1500r/min)下摩擦磨损性能更好,摩擦系数为0.08,比PA6降低了27%,磨损率为5.5×10~(-6) mm~3/(N·m),比PA6降低了1个数量级,且该复合材料的拉伸强度、冲击强度、储能模量和损耗模量都高于PA6。     

固体润滑剂对芳纶纤维增强尼龙66材料摩擦学性能的影响

本文研究了PTFE和MoS2两种固体润滑剂对芳纶纤维(AF)增强尼龙66(PA66)复合材料摩擦磨损性能的影响,进行了摩擦学测试,利用扫描电镜对其磨损微观形貌进行分析.结果表明,PTFE有效改善了复合材料的摩擦学性能,降低了材料的摩擦系数,提高了耐磨性;MoS2的加入并未改善其摩擦学性能.XPS分析表明:MoS2在摩擦过程中发生摩擦化学反应,生成了MoO3,产生严重的磨粒磨损.     

PTFE微粉/CF改性PEEK复合材料的摩擦磨损性能

为解决核电水循环系统中鼓型旋转滤网驱动装置的耐腐蚀问题,本文研究了碳纤维和聚四氟乙烯微粉改性的聚醚醚酮复合材料在干摩擦、水润滑和油润滑条件下的摩擦磨损性能.通过机械共混、高温模压的方法,制备了不同质量分数的聚四氟乙烯(PTFE)微粉/碳纤维(CF)/二硫化钼(MoS_2)/聚醚醚酮(PEEK)复合材料.采用拉伸试验机和塑料洛氏硬度计测试其力学性能,采用摩擦磨损试验机测试了复合材料在干摩擦、水润滑和油润滑条件下的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜对其摩擦表面形貌进行分析.结果表明:复合材料在水润滑和油润滑时摩擦系数及磨痕宽度均较小,但水润滑时摩擦系数波动幅度较大且磨痕宽度略高;复合材料在干摩擦条件下的磨损机制以磨粒磨损为主,伴有疲劳磨损,油润滑时摩擦面可形成连续的润滑膜而保持光滑,水润滑时水流冲刷破坏了摩擦面上固体润滑膜的稳定性;CF质量分数增加时,复合材料的洛氏硬度和压缩强度递增,压缩强度达到164 MPa,PTFE微粉质量分数增加时,复合材料的洛氏硬度和压缩强度递减;CF质量分数增加时,复合材料的干摩擦系数及磨痕宽度下降,PTFE微粉质量分数增加时,复合材料的干摩擦系数下降,达到0.17.     

基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti薄膜摩擦磨损性能的影响EI北大核心CSCD

为揭示基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti固体润滑薄膜摩擦磨损性能的影响规律,并探究其摩擦磨损机理,采用磁控溅射方法,在不同表面粗糙度的轴承钢基体上沉积MoS_(2)/Ti薄膜。通过划痕测试仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和粗糙度轮廓仪,分别评价MoS_(2)/Ti薄膜的膜基结合力、物相成分、表面微观形貌以及表面粗糙度,并采用球-盘摩擦磨损实验研究干摩擦、固体-油复合润滑和固体-脂复合润滑条件下,MoS_(2)/Ti薄膜的摩擦磨损性能。结果表明:随着基体表面粗糙度的增加,MoS_(2)/Ti薄膜的表面粗糙度逐渐增加;薄膜中(002)_(MoS_(2))和(100)_(MoS_(2))衍射峰的强度先减弱后增加;薄膜与基体的结合性能降低。当基体表面粗糙度为0.01μm时,干摩擦条件下MoS_(2)/Ti薄膜具有良好的润滑特性,平均摩擦因数为0.101,磨痕浅且小;随基体粗糙度的升高,样品的平均摩擦因数和磨损率均是先增大后减小,薄膜的主要磨损机制由磨粒磨损转变为屑片形成和破碎。当基体粗糙度较大时(R_(a)=0.26μm),分子间相互作用的影响大于机械啮合作用。采用固体-油复合润滑,高基体粗糙度的薄膜磨损表面不再出现片层剥落现象,磨痕较浅,平均摩擦因数最高可减小19%。固体-脂复合润滑条件下,样品摩擦磨损性能较差,基体粗糙度对摩擦因数的影响不显著。     

浸渗型TiC/FeCrWMoV金属陶瓷高温自润滑特性及其润滑机理

采用熔融固体润滑剂和微孔金属陶瓷预制体的真空压力浸渗复合技术,制备出浸渗型互穿网络结构TiC/FeCrWMoV系高温自润滑复合材料。利用XP型高温摩擦磨损试验机考察其摩擦磨损性能,运用扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(EDXA)和X射线衍射(XRD)分析磨损表面成分、形貌和结构,探讨了该材料的高温自润滑机理。结果表明:高温摩擦磨损过程中,浸渗于复合材料微孔中的固体润滑剂扩散析出,并在摩擦表面形成含有PbWO4、PbO、SnWO4、Ag2WO4、Ag3Sn等氧化物和金属间化合物的润滑膜是其在高温下具有良好自润滑性能的主要原因;摩擦界面的微孔结构是影响浸渗复合式高温自润滑材料摩擦过程中润滑膜完整性的主要因素。Pb-Sn-RE三元系复合固体润滑剂中加入Ag元素可以防止润滑膜表层开口孔隙的封闭,有助于浸渗复合式高温自润滑复合材料孔隙中固体润滑剂的持续扩散析出,以保证摩擦磨损过程中润滑膜的持久性和完整性。     

水/油润滑条件下PTFE复合材料的摩擦学性能

将碳纤维(CF)和锡青铜粉(Cu)分别添加到聚四氟乙烯(PTFE)中制备了两种PTFE复合材料,并将其与42CrMo钢环形成摩擦副,研究了两种PTFE复合材料在干摩擦、水润滑和油润滑条件下的摩擦学性能,并用扫描电子显微镜观察了两种复合材料的磨损表面形貌,分析了磨损机理。结果表明:在干摩擦和油润滑条件下,随着碳纤维含量的增加,CF/PTFE复合材料的摩擦因数增大,磨痕宽度减小;两种PTFE复合材料在干摩擦条件下的摩擦因数最大,油润滑条件下的摩擦因数最小;而且在油润滑条件下,两种PTFE复合材料的磨痕宽度最小;水润滑条件下的摩擦因数比干摩擦的的要小,但磨痕宽度比干摩擦时的要大;CF/PTFE复合材料的磨损机理主要为疲劳磨损,犁沟形貌不明显;Cu/PTFE复合材料的磨损机理主要为磨料磨损,犁沟形貌明显,伴有疲劳磨损。     

热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料高载荷磨损性能及机理

通过熔融共混制备了热塑性聚氨酯(TPU)/尼龙6(PA6)复合材料,利用摩擦实验研究了PA6及其复合材料的高载荷磨损性能。结果表明,纯PA6在摩擦过程中不能形成转移膜,短时间内被磨穿,TPU/PA6复合材料由于形成稳定的转移膜,大幅度提高了其在高载荷下的耐磨性。材料磨损面的扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,纯PA6在高载荷下的磨损机理以疲劳磨损和粘着磨损为主,TPU/PA6复合材料的磨损机理主要表现为粘着磨损、疲劳磨损及氧化磨损。     

PTFE/MoS_2改性聚酯纤维织物复合材料摩擦性能

将各种填料加入树脂中,制备环氧树脂和聚氨酯复合材料,将树脂复合材料与聚酯纤维织物复合制备环氧/聚酯纤维织物、聚氨酯/聚酯纤维织物复合材料,采用Amsler摩擦磨损试验机考察复合材料的摩擦磨损性能,采用SEM分析磨损表面形貌,并分析其摩擦机制。结果表明:聚四氟乙烯改善环氧/聚酯纤维织物复合材料摩擦磨损性能,降低其摩擦系数,减小磨损量;MoS_2改善PU/PET复合材料摩擦磨损性能,降低复合材料的摩擦系数,减小磨损量;摩擦试验时方向对聚酯纤维复合材料的干摩擦磨损性能有一定影响,对于粘合性能好的环氧/聚酯纤维织物复合材料,偏轴方向(30°、45°和60°)上具有较低的摩擦系数和磨损率;摩擦试验时方向对酚醛聚酯纤维织物和酚醛棉纤维织物复合材料干摩擦磨损性能也有一定影响,摩擦性能与纤维性能、基体树脂性能及二者粘接性能等因素密切相关。     

基于正交实验的PTFE基复合材料摩擦学性能优化研究

聚四氟乙烯(PTFE)是一种优异的固体自润滑复合材料,具有广泛的工业应用。采用润滑剂:石墨(Gr),二硫化钼(MoS_2)和增强相:玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)等多元填料对PTFE进行复合改性。运用正交实验设计,以各填料的体积分数为正交实验设计因子,以磨损率和摩擦系数为目标因子,建立正交实验表。通过正交分析讨论了填料含量不同的PTFE复合材料的摩擦磨损特性。结果表明,影响样品摩擦系数的主次因素依次为CMoS_2GFCF,影响样品磨损率主次因素依次为GFCFMoS_2Gr,并根据试验结果给出了复合材料的优化配方,以期对于高性能PTFE复合材料摩擦学性能的优化设计提供一定的参考。     

聚酰胺-酰亚胺树脂自润滑复合涂料的研制及性能

聚酰胺-酰亚胺树脂(PAI)具有优异的耐磨性能和粘结性能,以PAI为基体,添加固体润滑剂MoS2和聚四氟乙烯PTFE、BYK-163型分散剂、EFKA-3772型流平剂,制备了一种耐磨、耐蚀的PAI自润滑复合涂料。利用MRH-3G摩擦磨损试验机研究了不同固体润滑剂用量对涂层摩擦磨损性能的影响,采用金相显微镜和扫描电镜(SEM)观察涂层摩擦磨损前后的表面形貌。结果表明:当PAI自润滑复合涂料中MoS2含量为30%(质量分数)、PTFE含量为6%(质量分数)时,以其制备的PAI自润滑复合涂层致密性强,孔隙率少,耐腐蚀性强,摩擦磨损性能最佳,涂层其余理化性能也最佳。     

纳米Al2O3对尼龙6结晶性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-560对纳米氧化铝(nano-Al2O3)进行表面处理后与尼龙6(PA6)熔融共混制备PA6/nano-Al2O3复合材料,用扫描电镜(SEM)观察了材料断面形貌,借助差示扫描量热仪(DSC)研究了原料配比及降温速率对PA6/nano-Al2O3复合材料结晶性能影响。结果表明,nano-Al2O3在PA6结晶过程中起异相成核作用,限制了PA6分子链运动,使复合材料玻璃化转变温度及结晶度提高,非等温结晶过冷度降低,结晶速率加快;材料结晶温度、结晶焓、结晶度随降温速率增加而下降。     

熔融挤出温度对PA1010/CaCl2复合材料结构与性能的影响

通过共混挤出制备了尼龙1010(PA1010)/CaCl2复合材料,研究了挤出温度对PA1010/CaCl2复合材料结构与性能的影响。结果表明,随着挤出温度的提高,PA1010/CaCl2复合材料的结晶度越小,结晶不完善程度越大;PA1010/CaCl2复合材料的拉伸强度随熔融挤出温度的提高存在极值现象,冲击强度随熔融挤出温度的提高而增加,弯曲强度随挤出温度的提高而降低。提高挤出温度会降低PA1010/CaCl2复合材料的热变形温度。     

梯度自润滑复合材料在不同滑动摩擦下的摩擦学特性

梯度自润滑复合材料是一种新型润滑材料,利用粉末冶金工艺设计和制备了该材料,考察了其在不同摩擦条件下的摩擦学特性,并对其摩擦磨损机理进行了分析和研究.结果表明:梯度自润滑复合材料随着复合固体润滑剂含量的增多,摩擦学性能明显改善,但润滑剂含量过高将导致材料表面硬度过低;该材料适用于高载倚下的润滑部件;脂润滑条件下,复合固体润滑剂与润滑脂结合在摩擦面上形成的膏状润滑膜使梯度自润滑复合材料的摩擦学性能显著改善;在脂润滑高载荷条件下,梯度自润滑复合材料的磨损主要发生在磨损初期,之后磨损极小,摩擦系数也趋于减小.     

CaCl_2/E51/尼龙6复合材料的制备与性能

通过熔融共混法制备了不同CaCl2质量分数的CaCl2/环氧树脂(E51)/尼龙6(PA6)复合材料,利用DSC、流变仪、FTIR和电子拉伸机等研究了不同CaCl2质量分数下CaCl2/E51/PA6复合材料结晶行为及其力学性能,并研究了其受限机制。力学性能结果表明,随着CaCl2质量分数的增加,CaCl2/E51/PA6复合材料拉伸强度呈现出先增大后减小的趋势,当CaCl2质量分数为3%时,复合材料拉伸强度达到最大值82.67 MPa,是纯PA6的拉伸强度(60.5 MPa)的1.366倍,而结晶行为结果表明,增加CaCl2的质量分数,CaCl2/E51/PA6复合材料的成核温度、晶体生长温度、熔融温度及玻璃化转变温度均向低温方向移动,成核密度和成核速率也逐渐减小,结晶能力下降,结晶度由原来25.22%变为9.90%。     

数值模拟填料含量对Cu/PTFE复合材料摩擦性能的影响

为了探讨填料含量对Cu/聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦磨损的影响,运用二维颗粒流程序(PFC2D)对PTFE基复合材料在不同含量的Cu颗粒填充条件下与45#钢的摩擦磨损过程进行数值模拟分析,主要研究了Cu/PTFE复合材料的摩擦转移及磨损问题。模拟结果表明:Cu/PTFE复合材料与45#钢组成摩擦副时,会在45#钢表面形成一层转移颗粒层,转移颗粒层的形成能够有效地降低PTFE基复合材料的磨损。Cu颗粒的添加一方面可以通过自身转移的"钉扎"作用促进转移颗粒层的形成,另一方面由于提高了复合材料的整体强度,又对转移颗粒层的形成产生了一定的抑制作用。所以添加适量的Cu有利于转移颗粒层的形成,但Cu含量过高时其作用又会降低。Cu颗粒的加入降低了PTFE基复合材料的磨损量,且随着Cu含量的增加减磨效果增强。在Cu颗粒的质量分数为50%时,PTFE基复合材料的磨损颗粒数较纯PTFE的减少了近一半。     

尼龙6/POE/粘土纳米复合材料的形态、结构及性能研究

采用熔融方法制备了PA 6/POE/粘土纳米复合材料.PA 6/POE/粘土纳米复合材料具有良好的力学性能,其缺口冲击强度比PA 6有显著提高.研究结果表明,有机粘土剥离于PA 6基体中,POE相以岛状结构均匀分散于PA 6基体中;PA 6/POE/粘土纳米复合材料的储能模量比PA 6的低,并且随着有机粘土含量的增加而降低.PA 6/POE/粘土纳米复合材料的玻璃化转变温度(Tg)随着粘土含量的增加而升高,具有良好的热稳定性.     

CaCO3晶须和PTFE对PEEK干摩擦性能的影响

用热压成型法制备CaCO3晶须和聚四氟乙烯(PTFE)填充的聚醚醚酮(PEEK)自润滑复合材料,研究了干摩擦条件下复合材料和45#钢环配副的摩擦磨损性能,并与纯PEEK进行了比较.结果表明:CaCO3晶须和PTFE明显改善了PEEK复合材料的减摩、耐磨和承载性能,其摩擦系数比纯PEEK降低约1/2,耐磨性提高27倍;摩擦稳定性显著提高,极限承载能力比纯PEEK提高1倍以上.CaCO3晶须降低了复合材料摩擦表面粘着、犁削和热变形,PTFE有助于复合材料在偶件表面形成连续、均匀的转移膜.PEEK自润滑复合材料的磨损机制主要是轻微的粘着和疲劳磨损.     

SiO2-竹纤维协同改性对环氧树脂基复合材料摩擦磨损性能的影响

为了提高环氧树脂（EP）基复合材料的摩擦磨损性能,制备低成本耐磨材料,选用纳米SiO₂粒子和竹纤维（BF）等作为填料,制备了纳米SiO₂-BF/EP复合材料。通过摩擦磨损测试仪、动态热机械分析仪和SEM研究了纳米粒子和纤维对复合材料的耐磨性能、热学性能及微观结构的影响。研究结果表明:单独加入BF后,BF/EP复合材料的体积磨损较同条件下的纯EP大幅度降低,最多可降低71%;同时加入SiO₂纳米粒子和BF后,对纳米SiO₂-BF/EP复合材料的玻璃化转变温度和体积磨损影响显著,玻璃化转变温度比纯EP提高了11℃,达到了124℃,体积磨损较同条件下的纯EP下降了约75.3%。