表面处理纳米Al2O3填充PTFE复合材料的磨粒磨损性能

利用自制销-盘式磨粒磨损试验机，测定聚四氟乙烯(PTFE)及其表面处理与未处理纳米氧化铝(Al2O3)填充聚四氟乙烯复合材料试件在干摩擦滑动条件下的磨粒磨损质量损失。考察了载荷、磨粒、转速等参数的变化对试件摩擦学性能的影响。采用扫描电子显微镜观察、分析试件磨损表面形貌及磨损机理。结果表明，纳米Al2O3可以提高PTFE耐磨性。表面处理纳米Al2O3在PTFE中能较均匀分散，其耐磨性比相同含量但未经表面处理的纳米Al2O3填充PTFE高。导致PTFE复合材料磨粒磨损的重要机理是犁切破坏。     

纳米TiO2/PTFE复合材料的干摩擦磨损性能

利用磨损试验机、扫描电子显微镜等方法研究了表面处理与未处理纳米TiO2(质量分数为6％)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的干摩擦性能。结果表明，纳米TiO2能明显提高：PTFE耐磨性并改变其磨屑形成机理。表面处理纳米TiO2在PTFE中能较均匀分散。纳米TiO2填充PTFE复合材料的摩擦系数比PTFE稍大，纳米TiO2表面处理与否对PTFE复合材料的摩擦系数影响不大，但表面处理纳米TiO2填充聚四氟乙烯耐磨性比PTFE有显著提高，表面处理与表面未处理纳米TiO2填充PTFE复合材料的耐磨性比PTFE可分别提高7倍和3倍左右。导致PTFE磨损的重要机理是粘着磨损。     

PTFE/Al2O3纳米复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MM—200型摩擦磨损试验机研究了PTFE／Al2O3纳米复合材料的摩擦磨损性能，并采用扫描电子显微镜观察、分析了试样磨屑形状及磨损机理。结果表明，经表面处理的纳米Al2O3能明显提高PTFE的耐磨损性并改变其磨屑形成机理；当表面处理纳米Al2O3含量为3％时，PTFE纳米复合材料的磨损量最小，但在试验范围内，表面处理纳米Al2O3含量变化对PTFE纳米复合材料的耐磨损性影响不大，而PTFE纳米复合材料的摩擦系数则随表面处理纳米Al2O3含量增加而略有增大，导致PTFE磨损的机理主要是粘着磨损。     

接枝改性纳米氧化铝填充PTFE复合材料摩擦学性能研究

合成了含氟分子链接枝改性纳米氧化铝(Al2O3),用接枝改性纳米Al2O3填充聚四氟乙烯(PTFE),采用模压成型法制备了不同接枝改性纳米Al2O3含量的PTFE/纳米Al2O3复合材料;在摩擦磨损试验机上考察了接枝改性纳米Al2O3对PTFE/纳米Al2O3复合材料摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜对复合材料的磨损表面进行了微观分析。结果表明,接枝改性纳米Al2O3填充PTFE复合材料在保持PTFE低摩擦系数的同时,提高了其耐磨损性能。     

纳米粒子混合填充聚四氟乙烯复合材料的性能

采用模压成型法制备纳米Si3N4或SiC与纳米Al2O3混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究不同质量分数的纳米Si3N4或SiC与5%纳米Al2O3混合填充对PTFE复合材料力学与耐磨性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料拉伸断面的微观结构,探讨其增强机理.结果表明:纳米SiN4或SiC与Al2O3混合填料均能使PTFE复合材料的硬度和耐磨性提高,且填充Si3N4/Al2O3的PTFE复合材料的硬度、拉伸性能、冲击强度和耐磨性均优于填充SiC/Al2O3的,其中5%Si3N4与Al2O3混合填充的PTFE复合材料有较好的综合性能.微观分析表明:Si3N4/Al2O3在PTFE基体中分散性较好,说明Si3N4与Al2O3具有较好的协同作用.     

不同填料对PTFE复合材料硬度的影响

使用超细及纳米SiO2颗粒和Al2O3颗粒填充改性聚四氟乙烯（PTFE）塑料，测量其硬度（HB），并使用扫描电镜对其表面形貌进行了分析。结果表明，SiO2纳米粒子填充较SiO2微米粒子填充的PTFE复合材料的硬度高34％～60％。Al2O3纳米粒子填充较Al2O3微米粒子填充的PTFE复合材料的硬度高。用溶胶凝胶法制得的纳米SiO2／PTFE复合材料比用机械混合法制备的高。     

纳米Al2O3与青铜粉协同填充PTFE复合材料的性能研究

考察了不同含量的纳米Al2O3对青铜粉/聚四氟乙烯(PTFE)摩擦磨损性能和物理机械性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的磨损表面,并分析和探讨了磨损机理。研究发现,纳米Al2O3和青铜粉复合填充可以大大提高PTFE复合材料的耐磨性,表现出良好的协同作用,但会降低复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。添加5%纳米Al2O3后,40%青铜粉/PTFE复合材料的磨痕宽度从12.0 mm降低为5.0 mm,体积磨损率从171.40×10-6mm3/(N.m)降低为12.11×10-6 mm3/(N.m)。     

纳米Si3N4及其混杂填料改性PTFE的性能研究

采用模压成型的方法制备了纳米氮化硅(Si3N4)与二硫化钼(MoS2)、玻璃纤维(GF)、纳米三氧化二铝(Al2O3)混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了PTFE复合材料的力学性能和摩擦学性能。采用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了拉伸断面形貌及增强机理。结果表明：Si3N4及其混杂填料均使复合材料表面硬度增大;PTFE/Si3N4/Al2O3纳米复合材料具有较好的拉伸性能;混杂填料均可以显著改善PTFE复合材料的耐磨性能,其中5 %的Si3N4与10 %的Al2O3混杂填充复合材料的耐磨性最好,填料对复合材料摩擦因数影响不大。SEM分析表明,纳米Si3N4、Al2O3与PTFE基体界面结合较好。     

不同温度下PTFE纳米复合材料摩擦学性能的研究

用高温气氛摩擦磨损试验机研究了温度对聚四氟乙烯(PTFE)纳米复合材料摩擦学性能的影响,并用扫描电子显微镜对PTFE纳米复合材料的磨损表面进行了微观分析.结果表明,填充纳米氧化铝(nano-Al2O3)提高了PTFE纳米复合材料的耐磨损性能,纯PTFE和PTFE/nano-Al2O3复合材料的耐磨损性能均随着温度的升高而降低,摩擦系数也随着温度的升高而降低;纯PTFE的磨损机理为粘着磨损,而PTFE/nano-Al2O3复合材料的磨损机理为磨粒磨损和黏着磨损共同作用.     

纳米氧化铝改性聚四氟乙烯的摩擦磨损性能研究

以纳米Al2O3作为填料填充改性聚四氟乙烯(PTFE),采用模压烧结成型的方法制备了不同纳米Al2O3含量的PTFE/纳米Al2O3复合材料,考察了偶联剂改性前后纳米Al2O3及其含量对复合材料硬度、摩擦系数和磨痕宽度的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的磨屑和磨损表面进行了微观分析。结果表明,随着纳米Al2O3含量的增加,复合材料的硬度和摩擦系数逐渐增大,磨痕宽度先大幅下降而后略有增加。另外,相对于未改性纳米Al2O3,PTFE/偶联剂改性纳米Al2O3复合材料的硬度和摩擦系数均较低,其磨痕宽度则较高。     

纳米碳化硅改性聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

采用不同偶联剂对纳米碳化硅进行表面处理后,制备了聚四氟乙烯/纳米碳化硅复合材料,考察了偶联剂种类和含量随载荷变化对复合材料摩擦磨损性能的影响,并利用扫描电子显微镜观察和分析了复合材料磨损表面形貌及其磨损机理。结果表明,经表面处理的纳米碳化硅填充后的复合材料硬度和摩擦磨损性能均有提高,以钛酸酯偶联剂（NDZ101）处理效果最好;随着偶联剂含量的增大,钛酸酯偶联剂（NDZ101）处理的复合材料的磨损量和摩擦因数均增大,偶联剂最佳含量为填料质量的1 %;偶联剂处理后的纳米碳化硅与基体之间形成了良好的界面,复合材料的磨损以黏着磨损和磨粒磨损为主。     

粉状纤维增强PTFE复合材料的力学与摩擦磨损性能

以粉状SiC纤维、Al2O3纤维、高强碳纤维(CF)、中强CF、低强CF增强聚四氟乙烯(PTFE),研究了纤维种类、含量对PTFE力学和摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)对试样拉伸断口形貌进行观察,探讨了复合材料的增强机理.结果表明,粉状SiC纤维、Al2O3纤维及CF均能提高PTFE的硬度和耐磨性;高强CF、中强CF及Al2O3纤维能提高其拉伸强度;5种纤维均使PTFE冲击强度下降,但咖/高强CF复合材料的冲击强度降幅较小;SEM分析表明,SiC纤维与PTFE的界面结合强度较低,界面出现了许多空隙,中强CF、高强CF、Al2O3纤维与PT-FE界面结合较好,拉伸断口处多数纤维与基体牢固粘附而难以拔出,PTFE/低强CF复合材料呈典型的脆性断裂特征.     

A Study on the Friction and Wear Behavior of PTFE Filled with Acid Treated Nano‐Attapulgite

Summary: A solid lubricant composite material was prepared by compression molding PTFE and acid treated nano‐attapulgite. The friction and wear tests were performed on a block‐on‐ring wear tester. Scanning electron microscopy (SEM), energy‐dispersive X‐ray spectrometer (EDS) and DSC were utilized to investigate material microstructures and examine modes of failure. Experimental results showed that there was no significant change in coefficient of friction, but the wear rate of the PTFE composite was orders of magnitude less than that of pure PTFE. Acid treated nano‐attapulgite was superior to untreated nano‐attapulgite in enhancing the wear resistance of PTFE. Moreover, the wear resistance of the composite increased monotonically with increasing treated attapulgite concentration. Investigation of transfer film and analysis of debris for PTFE and its composite showed that acid treated nano‐attapulgite filled to PTFE could facilitate formation of transfer film on the steel ring surface and inhibit breakage of PTFE molecular chain. The PTFE composite with higher heat absorption capacity exhibited improved wear resistance. Furthermore, the steel ring counterface abrasion was not found.

Effect of load on the wear rate of PTFE and its composites.     

Al2O3/PTFE复合材料的磨损性能研究

用机械共混、冷压成型烧结的方法制备了Al2O3／PTFE复合材料试样。用MM-200型磨损试验机测试了在干摩擦定载荷条件下各试样的磨损性能；用扫描电子显微镜(SEM)对磨损试样的表面形貌和磨屑的形貌进行了观察和分析；用光学显微镜对磨损后偶件环的表面形貌作了观察分析。结果表明：在实验条件下，Al2O3／PTFE复合材料的抗磨损性能，随Al2O3用量的增大逐渐增强，当Al2O3用量大于35％后，抗磨损性能增强的趋势明显减缓；在干摩擦条件下Al2O3／PTFE复合材料主要发生粘着磨损和磨粒磨损，且随Al2O3用量的增加，磨粒磨损所起的作用也增大。     

PTFE/纳米SiC复合材料的摩擦磨损性能研究

利用冷压烧结法制备了不同含量的聚四氟乙烯/纳米碳化硅(PTFE/纳米SiC)复合材料。采用MM-200型摩擦磨损试验机在干摩擦条件下考察了纳米SiC含量及载荷对PTFE/纳米SiC复合材料摩擦磨损性能的影响,借助于扫描电子显微镜观察分析了试样磨损表面形貌,并探讨了其磨损机理。结果表明,纳米SiC能够提高PTFE/纳米SiC复合材料的硬度和耐磨性,当纳米SiC质量分数为7%时,PTFE/纳米SiC复合材料的磨损量最小,摩擦系数也最小;随纳米SiC含量的增加,其摩擦系数有所增大;随着载荷的增大,PTFE/纳米SiC复合材料的磨损量增加。