聚醚醚酮摩擦磨损行为和机理的研究

本工作通过摩擦过程中聚醚醚酮(PEEK)结构(包括材料与磨屑结构)的变化研究了PEEK的摩擦磨损机理。结果表明,低负载下,材料的摩擦表面不熔融,但表层的凝聚态结构发生了变化,摩擦状态不变,磨损是由于摩擦对偶的连续作用下产生疲劳而脱落。高负载下,材料表面熔融并发生氧化交联,摩擦状态改变,材料外形结构与内层凝集态结构发生变化,磨损是熔融了的表面层粘附于对偶上经进一步的交联反应后,受剪切力作用而脱落。材料在摩擦磨损过程中的表面状态决定了其摩擦磨损机理,并导致了材料摩擦磨损行为对负载的特殊依赖性。     

纳米碳化硅填充环氧树脂复合材料的摩擦磨损特性

以提高环氧树脂的摩擦磨损性能为目的,研究了纳米碳化硅粒子填充环氧树脂复合材料的滑动干摩擦磨损特性,着重探讨纳米粒子表面接枝改性、纳米粒子含量、摩擦条件等对复合材料摩擦学性能的影响。通过对复合材料磨损表面的形貌分析,以及复合材料的热变形性能和表面硬度的测定,探讨了复合材料的磨损机理。结果表明,纳米碳化硅粒子能在很低的含量下提高环氧树脂耐磨性、并降低其摩擦系数,而经过接枝处理后的纳米碳化硅粒子填充复合材料的上述性能改善更为明显,耐磨性比环氧树脂提高近4倍,摩擦系数降低36%。这说明在SiC纳米粒子表面引入聚丙烯酰胺接枝链后,由于界面的强相互作用 ( 包括化学键合与链纠缠),有效地提高了复合材料的抵抗裂纹引发能力等性能,从而有利于改善其摩擦学性能。      

纳米SiC与石墨填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能

考察了不同含量的纳米SiC对石墨/聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析了磨损表面,并探讨了其磨损机理。结果表明:纳米SiC与石墨能够很好地协同增强聚四氟乙烯,纳米SiC的加入大大提高了复合材料的承载能力,石墨的加入减少了纳米SiC与对偶面的摩擦系数,从而降低了纳米SiC的脱落趋势,提高了复合材料的耐磨性。当纳米SiC含量为5%时,5%石墨/PTFE复合材料表现出最佳的耐磨性,具有一定的应用价值。     

高聚物塑性流动磨损机理研究

选用聚醚醚酮（ＰＥＥＫ）为对象，研究其无润滑条件下的滑动摩擦磨损行为，根据实验测得的有关特性，磨屑形态及试样摩擦面特征，提出了塑性流动磨损机理，解释了实验现象。     

纳米SiC与PI填充改性PTFE复合材料的摩擦磨损性能

以纳米碳化硅(Nano-SiC)和聚酰亚胺(PI)为填料,经过机械共混、冷压成型和烧结等工艺制备Nano-SiC与PI共同填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。利用MRH-3型环-块摩擦实验机研究不同实验条件下复合材料的摩擦磨损性能并记录磨损表面温度变化。通过扫描电镜观察试样磨损表面和转移膜形貌,分析其磨损机理。结果表明:纳米粒子含量、载荷和速度的变化会引起磨损表面温度发生变化,影响复合材料的摩擦磨损特性,复合材料磨损表面形貌和转移膜形貌也随之改变;随着纳米粒子含量增加,摩擦温升更快进入平稳阶段,有利于降低复合材料的磨损率;载荷由100N增加至400N,速度由1m/s增加至4m/s时,复合材料的摩擦磨损特性大幅下降,磨损表面形貌和转移膜形貌有显著变化,重载和高速条件下复合材料的磨损率高;环境温度在室温到135℃变化时复合材料的摩擦性能变化不明显。     

Cu粉及纳米Cu粉填充聚甲醛的摩擦学性能研究

利用ＲＦＴ－Ⅲ往复摩擦磨损试验机测试了Ｃｕ粉（２００目）及纳米Ｃｕ粉填充聚甲醛所形成复合材料的摩擦磨损性能，并利用电镜、ＸＰＳ和ＡＥＳ研究了其磨损机理。研究发现，填加一定量Ｃｕ粉（２００目）及纳米Ｃｕ粉均可降低聚甲醛的磨损，但填加纳米Ｃｕ粉效果更好，，ＸＰＳ分析钢对偶面发现，Ｃｕ粉（２００目）在摩擦过程中生成Ｃｕ２Ｏ，而纳米Ｃｕ粉在摩擦过程中生成Ｃｕ（－ＣＨ２－Ｏ）。     

纳米TiO2填充聚醚砜酮复合材料的摩擦学性能

采用热压成型的方法制备了纳米TiO2填充聚醚砜酮(PPESK)复合材料，在MM—2000摩擦磨损试验机上考察了干摩擦条件下纳米TiO2含量以及试验载荷对复合材料摩擦磨损性能的影响，并利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析PPESK及纳米TiO2／PPESK复合材料磨损表面形貌及磨损机理。结果表明，添加少量纳米TiO2即可以明显提高PPESK的耐磨性，当纳米TiO2含量超过2．5％(体积)时，其耐磨性随填料含量变化不明显，载荷对纳米TiO2填充PPESK复合材料磨损率的影响不大。在低含量时(＜2．5％)，纳米TiO2具有减摩效果，高含量时反而比未填充时大；随量载荷的增加，填充PPESK的摩擦系数显著降低。     

纳米ZnO和SiO2共混填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损行为

以纳米ZnO和纳米SiO2作为复合填料,通过热压成型工艺制备了纳米ZnO-SiO2复合填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料;采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了复合材料在干摩擦条件下与45#钢配副时的摩擦磨损行为;采用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌。结果表明,适量的纳米ZnO-SiO2作为复合填料可有效地改善UHMWPE的摩擦磨损性能,其中填充2%ZnO 2%SiO2的UHMWPE基复合材料改性效果最为明显。与纯UHMWPE材料相比,其磨损率下降了84.7%。纯UHMWPE的磨损机制主要表现为粘着磨损和疲劳磨损,而不同含量的无机纳米微粒共混填充UHMWPE基复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的粘着磨损、犁沟效应和塑性变形特征。     

纳米金刚石与聚醚醚酮填充改性聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能

采用模压-烧结方法制备了纳米金刚石(ND)与聚醚醚酮(PEEK)填充改性的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,并研究了复合材料的摩擦磨损性能及其微观结构。结果表明,随着PEEK含量增加到20%(质量分数),复合材料的耐磨性显著提高;而较低填充量的ND可以在降低复合材料摩擦系数的情况下提高其耐磨性能。1.0%ND/20%(质量分数)PEEK/PTFE复合材料的减摩耐磨性能优良,与纯PTFE相比,该复合材料的摩擦系数下降约20%,耐磨性能提高120倍,原子力显微分析表明该复合材料中ND分布均匀。     

超高分子量聚乙烯/金属复合材料的摩擦磨损性能

用MM-200型摩擦磨损试验机研究了Ag、Cu、Co、Cr、Fe、Mo、W、Ni、Zn、Pb、Sn、Al等金属粉末填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌.结果表明:在低速条件下,金属填料可降低UHMWPE复合材料的摩擦系数;在高速条件下,金属填料对UHMWPE复合材料的摩擦系数影响不尽相同.Ag、Cu、Co、Cr、Fe、Mo、W、Ni、Zn、Pb等金属填料可使UHMWPE的耐磨性显著提高, 而Sn、Al导致UHMWPE的磨损率增大;Ag的减摩抗磨效果最佳.     

PTFE基复合材料摩擦磨损特性研究

用机械共混、冷压成型自由烧结的方法制备了PTFE基复合材料;用M-2000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进行了观察和分析.结果表明:在实验条件下,复合材料的抗磨性能,随青铜粉用量的增大逐渐增强,当青铜粉的用量大于20vol.%后,抗磨损性能增强的趋势明显减缓,在干摩擦条件下复合材料主要发生粘着磨损和磨粒磨损,且随青铜粉用量的增加,磨粒磨损也越明显.研究发现,当青铜粉:氧化镉:二硫化钼为20:6:4(体积比)时,复合材料的摩擦磨损性能最佳.     

聚丙烯腈填充聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能研究EI

用机械共混、冷压成型和空气中烧结的方法制备了不同质量分数的聚丙烯腈填充聚四氟乙烯制品。用MM-200摩擦磨损试验机测试不同样品在干摩擦下的摩擦学行为;用扫描电子显微镜和光学显微镜对几种样品的磨损面、磨屑和转移膜进行观察和分析。结果表明,聚丙烯腈的加入,不但使聚四氟乙烯的磨损量大幅降低,而且还使其摩擦系数有所降低。通过扫描电子显微镜观察发现填充聚丙烯腈的聚四氟乙烯样品的对磨面有完整而且不易脱落的转移膜,这是其具有良好耐磨性的主要原因。     

纳米蒙脱石填充PTFE和UHMWPE的摩擦磨损性能

用纳米蒙脱石(nano-MMT)对聚四氟乙烯(PTFE)和超高分子量聚乙烯(UHWMPE)进行填充改性,在往复式滑动摩擦试验机上进行摩擦磨损实验,用扫描电镜观察了材料摩擦表面形貌.结果表明:nano-MMT可以提高PTFE和UHWMPE材料的耐磨性,而PTFE基和UHWMPE基复合材料的摩擦系数无明显增大.与UHMWPE相比,nano-MMT更能提高PTFE基材料的耐磨性;nano-MMT/PTFE复合材料比nano-MMT/UHMWPE复合材料具有更低的摩擦系数和更好的导热性;纯PTFE、纯UHWMPE和10%nano-MMT/PTFE复合材料磨损机理主要为粘着和犁沟效应,而10%nano-MMT/UHWMPE复合材料表现为犁沟和疲劳机制.     

C/C复合材料摩擦磨损性能研究

综述了国内外对C/C复合材料摩擦磨损性能的研究现状.指出C/C复合材料的摩擦磨损机理为机械磨损和氧化磨损,在高温下(500℃以上)C/C复合材料的磨损是机械磨损和氧化磨损共同作用的结果,而氧化是磨损的根本原因;影响C/C复合材料摩擦磨损性能的因素有材料本身的因素,如复合材料的热解炭结构、密度、石墨化度、防氧化涂层等,也有实际操作条件的因素如刹车环境、刹车过程中的刹车速度、刹车能量等.提出对不同工艺制备的C/C复合材料的摩擦磨损性能有待于进一步研究.     

氟化石墨改性适配器PTFE层摩擦磨损性能研究

目的研究适配器PTFE层氟化石墨填充改性后的摩擦磨损性能,提高适配器的耐磨性。方法以质量分数为2%,5%,8%,11%的氟化石墨为填料制备PTFE基复合材料,分别在20,40,60,80 r/min的转速下测试试样摩擦因数。通过三维视频显微镜采集试样表面磨损数据,并计算其体积磨损率。扫描电子显微镜(SEM)观察磨痕微观形貌。结果同一转速下,试样的摩擦因数随着氟化石墨质量分数的增加而增大。填充氟化石墨能显著降低试样的体积磨损率,填充物质量分数超过8%后,试样体积磨损率趋于稳定,试样摩擦因数得到明显增大。结论氟化石墨填充PTFE层可显著提高适配器的耐磨性,但质量分数不能超过8%,否则,会造成适配器与运输筒间的摩擦因数增大,增加航天器装填及出筒阻力。     

纳米SiO2填充短炭纤维/环氧复合材料的摩擦磨损性能

研究了纳米SiO2填充短炭纤维/环氧复合材料的摩擦磨损性能。为了提高纳米粒子的分散性,对其进行了表面接枝改性。用磨损试验机评价了复合材料的摩擦学性能,发现当纳米粒子质量分数为5%,纤维质量分数为10%时,复合材料具有最低的摩擦系数和比磨损率。用扫描电镜观察了磨损面的形貌,研究了各种材料在相同条件下被硝酸刻蚀的程度,并用...     

不同纳米粒子填充PA6/GF复合材料摩擦磨损性能

利用MM-200型摩擦磨损试验机考察了载荷及不同纳米粒子与玻璃纤维混合填料对PA6复合材料摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机理。结果表明:纳米材料与玻璃纤维的协同作用显著改善了材料的摩擦磨损性能,其中纳米Si3N4与玻璃纤维混杂填充的PA6复合材料的耐磨性最佳;纳米SiO2与玻璃纤维混杂填充的PA6复合材料的摩擦性能最佳。     

Ti_3SiC_2-Ag复合材料与不同摩擦配副的摩擦磨损性能

采用放电等离子烧结技术制备了Ti3Si C2-Ag复合材料,研究了其在室温下与Si3N4、Al2O3、Si C等摩擦配副对摩时的摩擦磨损性能,并与纯Ti3Si C2材料在相同摩擦配副条件下的摩擦磨损性能进行了对比。运用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等对磨损表面的形貌组织和元素价态等进行了表征分析,并探讨了摩擦磨损机理。结果表明:摩擦配副材料的不同对Ti3Si C2-Ag复合材料的摩擦磨损行为有显著影响,Ti3Si C2-Ag复合材料与Si C和Si3N4对摩时,磨损率均较低,尽管存在晶粒拔出等机械磨损,但Ti O2和Si Ox等摩擦氧化膜的形成有效地抑制了晶粒拔出并起到了减摩作用;Ti3Si C2-Ag复合材料与Al2O3对摩时磨损率则较高,以脆性断裂、晶粒拔出为主的机械磨损是该摩擦副的主要磨损机制。Ti3Si C2材料与Si3N4和Al2O3对摩时,包含脆性断裂、晶粒拔出、脱落以及磨粒磨损在内的机械磨损是其主要的磨损机制;Ti3Si C2材料与Si C对摩时,磨损表面的塑性变形和氧化膜起到了抑制晶粒拔出的作用,使得Ti3Si C2的磨损率相对较低。