PTFE和MoS_2填充尼龙复合材料摩擦行为研究

以注塑成型法制备了聚四氟乙烯(PTFE)和MoS2填充PA1010复合材料,采用M-2000磨损试验机考察了复合材料与45钢对摩时的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜(SEM)分析了PA复合材料磨损表面及其偶件表面转移膜形貌。研究结果表明:PTFE填充PA1010可显著改善尼龙复合材料的摩擦磨损性能。PTFE质量分数为25%时,复合材料的摩擦学综合性能最佳。PTFE和MoS2共同填充PA1010时,复合材料的摩擦因数和磨损率随着PTFE含量的减少、MoS2含量的增加,整体呈现增大趋势,其中PA+20%PTFE+5%MoS2复合材料的减摩抗磨性能较好。在正常工作条件下(0.21-0.42 m/s,100-300 N),PA+25%PTFE复合材料的抗磨性优于相同条件下PA+20%PTFE+5%MoS2复合材料,但PA+20%PTFE+5%MoS2复合材料具有更宽的速度适用范围。PA复合材料的摩擦磨损性能与其在偶件表面形成的转移膜的特性有重要关系,转移膜的厚度大小、分布均匀状况以及和偶件的结合强度都会对复合材料的减摩抗磨性能产生影响。     

载荷对氧化锌晶须增强尼龙摩擦磨损的影响

采用热压成型方法制备了不同质量分数氧化锌晶须(ZnOw)尼龙1010(PA1010)复合材料,对复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了试验研究,分析了复合材料的磨损机理.结果表明,填充ZnOW可以增加尼龙的压缩强度和弹性模量;提高并稳定尼龙复合材料的摩擦系数,增强复合材料的抗磨损性能.纯尼龙随着载荷的增大摩擦系数急剧降低,磨损率上升,而复合材料的摩擦系数和磨损率受载荷的影响较小.当ZnOw质量分数达到15%时,复合材料的摩擦系数最高,磨损率最低.纯尼龙的磨损随着正压力的增加由磨粒磨损和轻微黏着磨损转变为热破坏.ZnOw/PA复合材料随着ZnOw质量分数的增加,磨损由黏着磨损,转变为犁沟、疲劳断裂和转移膜的反向转移.     

PA11/Al_2O_3涂覆汽车花键轴研究

研究了PA11/纳米Al2O3复合材料的摩擦性能。考察了纳米Al2O3含量及速率对材料摩擦系数和磨耗性能的影响,进行了涂覆花键轴的台架试验和道路行驶试验,并与尼龙11进行对比。结果表明,复合材料中纳米Al2O3为9%时材料的耐磨性能最好。SEM图片表明复合材料的磨损机理从纯PA11材料的粘着磨损转为轻微的磨粒磨损和粘着磨损。尼龙11与纳米Al2O3复合材料能明显提高花键轴的使用寿命。     

CuO、Al2O3、Fe3O4颗粒增强尼龙复合材料滚动摩擦行为研究

以注塑方式制备了CuO、Al2O3、Fe3O4颗粒增强尼龙复合材料,考察了材料的滚动摩擦行为.结果表明干摩擦、水润滑及煤泥润滑条件下三种复合材料的临界滚动摩擦系数均小于纯尼龙,但撒砂状态下Fe3O4/PA1010及Al2O3/PA1010的摩擦系数高于纯尼龙;临界滚动摩擦系数从大到小的工况顺序为撒砂、干摩擦、煤泥润滑及水润滑;聚合物在干摩擦、煤泥润滑时表现为磨料磨损,水润滑时表面发生塑性流动,撒砂状态下发生强烈的三体磨粒磨损.     

聚四氟乙烯填充PA1010的摩擦磨损性能研究

以注塑成型法制备了聚四氟乙烯(PTFE)填充PA1010复合材料,利用M-2000磨损试验机测试了该复合材料与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能,并用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样磨损表面形貌.结果表明:PTFE填充PA1010可显著改善尼龙复合材料的摩擦磨损性能.w(PTFE)为25%时,复合材料的摩擦学综合性能最佳.复合材料的摩擦系数和磨损体积随施加载荷、滑动速度的增加分别呈现降低和增加的趋势.在200 N载荷下,复合材料磨损主要为磨粒磨损;在400 N载荷下,磨损表现为黏着磨损和磨粒磨损共同作用.在滑动速度为0.21 m/s时,材料摩擦表面因挤压发生塑性流变,其磨损机理为磨粒磨损;在滑动速度为0.84 m/s,复合材料因热疲劳和应力疲劳发生剥层,磨损机理转变为疲劳剥层磨损.     

纳米SiO2增强尼龙摩擦学性能的影响因素研究

使用MM-200磨损实验机在干摩擦条件下研究了偶副表面粗糙度对质量分数为10%的纳米SiO2增强尼龙1010复合材料与45号钢对磨时摩擦学性能的影响,并利用光学显微镜和扫描电子显微镜对纳米SiO2-PA1010复合材料的转移膜和磨损机理进行了观察和分析.结果表明,随着偶副表面粗糙度的增加,纳米SiO2-PA1010复合材料的摩擦系数和磨损量均呈先下降达到一个最低值后又上升的趋势.说明存在一个最佳表面粗糙度,使材料的磨损最小.本实验中这个最佳粗糙度为Ra＝0.22μm.     

GF增强尼龙1010复合材料的磨擦学性能研究

制备了玻璃纤维（GF）增强尼龙1010复合材料,在环一块磨损试验机上研究了复合材料的摩擦学性能。结果表明：GF含量对复合材料的摩擦学性能有显著影响,GF质量分数为35％时增强效果较好;随着滑速的增加,GF增强尼龙1010复合材料的摩擦系数和磨损量持续上升。干摩擦下的复合材料磨损以疲劳断裂和粘着为主,且纤维出现磨损、断裂及从基体中剥落的现象。在油润滑下材料向对偶产生轻微的转移,与干摩擦相比复合材料的摩擦系数和磨损量大为降低;水润滑下的尼龙以化学腐蚀磨损和磨粒磨损为主,此时复合材料摩擦系数也有较大程度的降低,但磨损量较干摩擦增大。     

纳米SiO2填充尼龙PA1010的摩擦磨损性能实验研究

用纳米 Si O2 填充 PA1 0 1 0制备了尼龙复合材料 ,并用 MM- 2 0 0磨损试验机对尼龙复合材料与 45钢在干摩擦条件下的摩擦磨损实验进行了实验 .研究表明 ,纳米 Si O2 填充 PA1 0 1 0大幅度提高了尼龙复合材料的耐磨性 ,降低了摩擦系数 .纳米 Si O2 填充量在 1 0 %左右时 ,尼龙复合材料达到最低摩擦系数 0 .32和最低磨损量 0 .2 mg,磨损量比纯 PA1 0 1 0降低了 60多倍 ,摩擦系数降低了 1倍 .对纳米 Si O2 填充尼龙的磨损机理研究发现 ,纳米 Si O2 填充尼龙复合材料的磨损机理受滑动速度和接触载荷影响比较大 .当摩擦副 PV值小于 60 Nm/ s时 ,尼龙复合材料的磨损机理主要是切削和粘着磨损 .当摩擦副 PV值大于 60 Nm/ s时 ,磨损机理转变为疲劳剥层或熔融流变 ,导致磨损量急剧增长 .     

掺杂对Al_2O_3/TiAl复合材料性能的影响

本研究采用Ti-Al-TiO2-La2O3体系,通过热压烧结工艺原位合成了Al2O3/TiAl复合材料.借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析研究了材料的物相组成和微观组织结构,同时分别将掺杂La2O3和掺杂Fe2O3对合成Al2O3/TiAl复合材料微观结构和力学性能的影响进行了对比.结果表明:掺杂La2O3合成的Al2O3/TiAl复合材料基体尺寸相对掺杂Fe2O3合成产物较小,分散更加均匀,致密度更高.当La2O3掺杂量为3.93wt%时,Al2O3/TiAl复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最大值,分别为701.95MPa和7.79MPa·m1/2.由于稀土氧化物具有对基体和增强颗粒的净化,细化晶粒等作用,因此提高了TiAl基体与Al2O3增强颗粒结合强度,所以掺杂La2O3合成材料的力学性能相比掺杂Fe2O3合成的产物较高.     

微米氧化铝/尼龙复合材料煤泥润滑条件下滚滑摩擦磨损行为

使用微米氧化铝(Al2O3)为增强剂,以尼龙1010为基体,进行氧化铝/尼龙复合材料在煤泥润滑条件下的滚滑动摩擦磨损实验.通过实验发现,水能降低氧化铝/尼龙复合材料的摩擦系数,但增大了磨损量.煤泥润滑时尼龙1010材料的摩擦系数为0.096;氧化铝/尼龙复合材料的平均摩擦系数为0.089,只有纯尼龙的92.7%.尼龙磨损量是3.32mm3;Al2O3/尼龙复合材料的磨损量平均为15.73mm3;Al2O3/尼龙复合材料的平均磨损量平均是尼龙的4.74倍.     

表面处理碳纤维对增强尼龙复合材料性能影响

采用空气氧化法对碳纤维进行表面处理 ,以注塑成型法制备碳纤维增强尼龙 1 0 1 0复合材料 .研究发现表面处理碳纤维可明显提高增强尼龙复合材料的拉伸强度和摩擦学性能 ,其中摩擦系数较未处理碳纤维增强降低了 3 0 %～ 5 0 % ,而耐磨性提高了 2～ 3倍 .用扫描电镜对拉伸断口和磨损表面形貌分析发现 ,表面处理可显著改善碳纤维和尼龙基体间的界面结合性能 .最后对影响表面处理碳纤维增强复合材料性能的作用机理进行了初步分析     

填料特性对尼龙摩擦学性能的影响及作用机理

在尼龙１０１０（ＰＡ１０１０）中分别添加颗粒状、层状、纤维状填料,制备出系尼龙基复合材料,利用环块磨损实验机研究了填料的形态,性质对尼龙基复合材料干摩擦条件下摩擦学性能的影响。结果表明,当填料的质量分数为３０％时,玻璃纤维、高岭土、铝粉、二氧化硅以及氧化铜均能改善ＰＡ１０１０的摩擦学性能,其中以玻璃纤维（ＧＦ）最为显著,层状结构的高岭土也有较好的效果,其他３种各向同性填料的改性效果差别较小,利用高倍显微镜对尼龙及其复合材料的转移行为,磨损机理以及填料减磨机理进行了研究,分析表明,填料的加匀不同程度的促进了复合材料向对介副表面的转移、改善了材料的摩擦学性能,而各种填料的减磨机理也不一样,尼龙基复合材料的磨损形式以粘着磨损,疲劳磨损为主,此外还有磨粒磨损,在给定实验条件下,ＰＡ１０１０复合材料含有质量分数为３０％的     

玻璃粉/尼龙1010复合材料摩擦学性能研究

将玻璃粉碎成微米级颗粒，作为增强材料，用硅烷偶联剂KH-550对玻璃粉进行表面处理，充填尼龙1010．制备了玻璃粉／尼龙1010复合材料，在环一块磨损试验机上研究了复合材料的摩擦学性能，使用邵氏硬度计测量了复合材料的硬度．借助SEM进行摩擦表面分析．试验结果表明：玻璃粉充填尼龙1010能降低复合材料的摩擦系数，础（玻璃粉）为25％时摩擦系数最小；w（玻璃粉）为20％时，磨损率仅为尼龙的18％．玻璃粉在一定含量的范围内能提高复合材料硬度．     

对偶表面粗糙度对Nano-SiO2改性PTFE复合材料摩擦学性能的影响

为了研究干摩擦条件下对偶表面粗糙度对纳米粒子填充改性聚四氟乙烯（PTFE）复合材料摩擦磨损及转移膜特性的影响规律,本文采用冷压成型、热烧结的工艺方法制备nano-SiO2填充改性PTFE复合材料;采用LSR-2M型往复摩擦磨损试验机评价了nano-SiO2改性PTFE复合材料与具有三种不同表面粗糙度的对偶钢块（GCr15）之间的摩擦磨损性能;利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）分别表征了转移膜及磨屑的形貌、微观结构以及化学成分,从微观角度揭示nano-SiO2改性PTFE复合材料的摩擦转移机理。试验结果表明,纯PTFE及不同含量nano-SiO2填充改性PTFE复合材料的摩擦系数均随对偶钢块表面粗糙度的增大整体呈增大趋势,在粗糙度为Ra0.1的对偶表面上复合材料的摩擦系数随着nano-SiO2含量的增加变化相对较小;在三种不同粗糙度对偶表面上,nano-SiO2的加入均有效降低了PTFE的磨损体积,当填充比例为0.5wt%时复合材料在粗糙度为Ra1.2的对偶面上摩擦学性能最佳,磨合时间约为纯PTFE的1/3（缩短了近10min）,耐磨性较纯PTFE提高了34.1%。由此可见,复合材料中nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度存在一定的协同效应,即nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度具有匹配性,合理的摩擦配副能有效促进复合材料的摩擦转移,并能在对偶表面形成覆盖率高、均匀、连续、表面较粗糙且与摩擦方向趋向一致的转移膜,有利于降低材料的磨损。     

氟化镧对固体润滑粘结膜摩擦学性能的影响及其作用机理之研究

对于氟化镧（ＬａＦ３）对酚醛－环氧粘结的二硫化钠（ＭｏＳ２）干膜性能的影响进行了考察，并着重应用表面分析工具对其作用机理进行了研究。结果表明，与不含ＬａＦ３的干膜相比，当含有适量ＬａＦ３时，干膜的耐磨寿命明显增加。在摩擦过程中，ＬａＦ３减少了干腔中ＭｏＳ２的氧化趋势。