泥沙条件下改性复合材料减振降噪性能研究

为了改善水润滑轴承材料热塑性聚氨酯（TPU）的减振降噪性能,以TPU为基体、聚四氟乙烯（PTFE）为添加剂,通过物理共混的方式制备PTFE/TPU改性复合材料。在RTEC摩擦磨损实验机上模拟泥沙工况,对复合材料进行不同速度和载荷下的摩擦学试验,通过分析复合材料的力学性能、摩擦因数、表面形貌以及振动噪声行为,探讨其摩擦磨损规律与减振降噪性能。结果表明：复合材料的拉伸强度和邵氏硬度均随着PTFE含量的增加而先增加后降低,质量分数8%PTFE改性TPU复合材料表现出最好的力学性能;随着速度与载荷的增大,复合材料的摩擦因数逐渐增大,材料表面损伤、变形、剥落等严重损伤逐渐增多;与纯TPU相比,改性复合材料的摩擦磨损剧烈程度更低,摩擦因数的变化幅度较小且摩擦因数曲线相对光滑,材料微观表面的损伤更少;随着速度与载荷的增大,复合材料的振动响应与辐射噪声现象增大,振动与噪声信号的平均强度增大,频域上的频率分量增多,幅值分量增大,主频向高频转移;PTFE能够改善TPU的摩擦学性能,降低摩擦因数,同时赋予复合材料一定的减振降噪性能,并且效果在高速、高载荷下更为明显。     

聚苯酯填充聚四氟乙烯机械性能和摩擦学性能研究

采用冷压-热烧结法制备聚苯酯(POB)改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,考察聚苯酯含量以及在110℃的航空液压油中浸泡后对改性PTFE材料机械性能和摩擦磨损性能的影响。试验结果显示:改性PTFE材料的硬度与聚苯酯含量成正比,而拉伸强度和拉断裂伸长率与聚苯酯含量成反比;改性PTFE材料的摩擦因数随聚苯酯含量增加先增大后减小,体积磨损率则呈减小趋势;改性PTFE材料的摩擦因数随着载荷增大而减小,而磨痕宽度随载荷的增大而增大;质量分数20%聚苯酯改性PTFE的综合性能最优,并且具有很好的稳定性,在航空液压油浸泡后其性能变化不明显。     

有机填料填充聚四氟乙烯复合材料摩擦学及力学性能

采用共混-冷压-烧结-整形的工艺制备有机物填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,考察相同含量的不同有机填料对PTFE复合材料力学性能和摩擦学性能的影响。结果发现,加入有机填料后,复合材料的拉伸强度降低,但硬度和压缩强度均提高;有机填料有效地改善了PTFE复合材料的摩擦学性能,其中,质量分数15%聚苯酯填充的PTFE复合材料减摩效果最好,质量分数15%聚酰亚胺填充的PTFE复合材料的耐磨损性能最优。相比之下,质量分数15%芳纶填充的PTFE复合材料摩擦磨损性能及力学性能最好,其耐磨损性能较纯PTFE提高了近400倍,而摩擦因数仅为纯PTFE的84%。其原因在于芳纶的加入有效地改变了摩擦机制,能形成均匀连续的转移膜,进而降低了磨损。     

聚苯酯填充聚四氟乙烯复合材料的力学及摩擦学性能研究

采用共混-冷压-烧结工艺制备了聚苯酯(POB)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,考察了POB含量对PTFE/POB复合材料机械性能和摩擦学性能的影响,探讨了材料的磨损机制和POB的减磨机制.结果表明复合材料的拉伸强度和断裂伸长率随着POB含量的增加而降低,压缩强度随着POB含量的增加而增大;随着POB含量的增加材料摩擦因数呈现增大趋势,POB质量分数在16%～27%范围内材料摩擦因数为0.20～0.24;在与AISI 1045钢的对磨中复合材料发生了黏着磨损,磨损率随着POB质量分数的增加呈现下降趋势,POB质量分数超过25%后继续增加其含量复合材料磨损率降低幅度逐渐变小.     

Ekonol/石墨/MoS2填料对PTFE力学和摩擦磨损性能的影响

研究了Ekonol含量对Ekonol／石墨／MoS2／P，PTFE复合材料的力学性能、摩擦磨损性能的影响，以及滑动速度、载荷对材料摩擦磨损性能的影响；用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损后的表面形貌，并探讨了其磨损机制。结果表明：加入填料降低了材料的拉伸强度和弯曲强度，但提高了弯曲模量和硬度；同时填料能提高材料的磨损性能，但使摩擦因数升高了；当Ekonol含量较低时，磨损机制为粘着磨损，随着填料含量的增加，Ekonol分散到基体中，起到了承载作用，阻止了PTFE基体的带状破坏，磨损机制为疲劳磨损和轻微的粘着磨损；摩擦因数随载荷的增大而减小，随滑动速度的增大而增大，在相同的滑动时间内，磨痕宽度随载荷和滑动速度的增大而增大。     

添加不同固体润滑剂橡胶复合材料的力学及摩擦磨损性能

制备了添加不同固体润滑剂(鳞片石墨、超高分子量聚四氟乙烯、尼龙6、硅脂、白色减摩剂)的纤维增强丁腈橡胶/丁苯橡胶/复合材料,研究了橡胶复合材料的硫化性能、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明：添加超高分子量聚四氟乙烯润滑剂的橡胶复合材料的综合硫化性能最佳;润滑剂为鳞片石墨时,复合材料邵氏硬度,拉伸强度最大;润滑剂为超高分子量聚四氟乙烯时,复合材料的动摩擦因数、动摩擦因数稳定度波动幅度、磨损率、干/湿环境下动摩擦因数差值最低,分别为0.27～0.29、2%、1.4×10^-7 g·J^-1、0.01,耐磨性能和干湿环境交替稳定性最佳。     

碳纳米管增强PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

以不同含量的CNTs(碳纳米管)为填料制备了PTFE基复合材料,测量其硬度,在M-2000型摩擦磨损试验机上研究其摩擦磨损行为。结果表明,CNTs能提高PTFE的硬度,CNTs/PTFE复合材料的耐磨性能明显优于纯PT-FE,当CNTs的质量分数为3%时,复合材料的耐磨性能大幅度提高。其摩擦因数随着CNTs含量的增加而加大,当CNTs的质量分数为1%时,摩擦因数随载荷的增加而减少,CNTs的质量分数为3%和5%时,摩擦因数随载荷的增加而增大。SEM观察发现:纯PTFE的断面上分布着大量的带状结构,而填充CNTs后,摩擦表面较平整光滑,表明CNTs作为填料可有效地抑制PTFE的犁削和粘着磨损。     

纳米Al_2O_3改性PTFE复合保持架材料性能研究

制备了纳米Al_2O_3改性PTFE复合保持架材料,研究了不同纳米Al_2O_3含量对复合材料硬度、压缩强度、拉伸强度及摩擦性能的影响。通过对复合保持架材料摩擦磨损机理分析认为,纳米Al_2O_3质量分数为5%时,复合保持架材料结构最稳定,对比了该配方复合材料常温、液氮、液氢下力学性能。结果表明:与常温相比,液氮和液氢温度下复合保持架材料的拉伸强度和弹性模量有所增加,冲击强度有所下降,断裂伸长率显著下降,呈典型脆性材料特性。     

聚苯酯填充聚四氟乙烯基超声电机转子摩擦材料性能研究

制备聚苯酯填充聚四氟乙烯基超声电机转子摩擦材料,探讨聚苯酯含量对聚四氟乙烯基摩擦材料力学和摩擦学性能以及对应超声电机性能的影响。结果表明:聚苯酯能够提高PTFE复合材料的硬度和弹性模量;随着聚苯酯含量的增加,复合材料的摩擦因数和磨损量均先减小后增大,在本文研究范围内,当聚苯脂质量分数为5%时,复合材料的摩擦因数最小,磨损量最低,且使用该复合材料时超声电机的堵转力矩和空载转速均较高,综合性能较优。     

聚酯纤维布增强环氧树脂基复合材料的拉伸和摩擦学性能

采用层压法制备了四种聚酯纤维布增强环氧树脂基复合材料,研究了不同填充物(纳米Al2O3颗粒和PTFE)对不同织物取向复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能的影响,分析了拉伸断口和摩损表面的形貌。结果表明:加入PTFE使复合材料的经向和纬向的拉伸强度和弹性模量分别提高了1.4%,11.2%和31.5%,22.1%,纳米Al2O3颗粒的加入使复合材料的经向和纬向的拉伸强度和弹性模量分别提高了4.2%,14.2%和34.9%,26.3%;PTFE和纳米Al2O3均能提高复合材料的耐磨损性能,PTFE的加入使复合材料的摩擦因数降低了22.5%、磨损率减少了78.1%,Al2O3的加入使复合材料的摩擦因数增加了21.3%、磨损率减少了94.1%。     

纳米金属粉填充Ekonol/PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

评价了分别用不同体积含量的纳米镍粉和纳米铜粉填充聚苯酯/聚四氟乙烯(Ekonol/PTFE)复合材料体系的力学性能,利用M-200型磨损试验机研究了纳米Ni、纳米Cu含量对Ekonol/PTFE复合材料摩擦学性能的影响,借助扫描电子显微镜和能谱分析手段考察试样磨损表面和磨屑,并探讨其摩擦磨损机制。结果表明,纳米Ni能在一定范围内增加Ekonol/PTFE复合材料的冲击强度;纳米金属粉填入量较小时均能增加复合材料的洛氏硬度。纳米Ni与纳米Cu均能增加Ekonol/PTFE复合材料的摩擦因数并降低磨损率。其原因在于纳米金属粉在复合材料摩擦表面富集,通过金属分子间的吸引作用,增大复合材料的摩擦因数。     

不同填料氟橡胶复合材料高温性能研究

为提高氟橡胶(FKM)高温性能,在FKM中分别加入相同质量分数的聚四氟乙烯(PTFE)、气相二氧化硅(SiO2)、纳米氧化锌(Nano-ZnO),采用机械共混法制备3种FKM复合材料;研究常温和160℃高温下3种填料对FKM复合材料力学性能的影响,结合三维形貌和扫描电镜微观形貌,分析FKM复合材料的摩擦磨损机制。结果表明:PTFE填料降低了FKM材料的力学性能,但可提高其高温摩擦性能;Nano-ZnO填料可提高FKM材料常温力学性能,但对高温力学及摩擦性能没有明显改善;Silica填料可显著改善FKM材料常温与高温条件下的抗磨减摩、抗拉伸撕裂等特性;160℃试验条件下,Silica填料可使FKM材料的拉伸强度提高31%,撕裂强度提高142%,摩擦因数降低52%,磨损量减少36.4%;在FKM中添加Silica可提高基体强度,高温摩擦时形成熔融层,使复合材料具有优异的耐磨性能。     

石墨及纤维填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学研究

研究了在碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)混杂纤维改性PTFE复合材料中添加石墨(Gr)的力学性能和摩擦磨损性能,探讨纤维及石墨的润滑协同效应.结果表明,纤维填料的加入使得复合材料的拉伸强度和伸长率有所降低,但大大提高了复合材料的硬度,石墨的加入能够降低摩擦因数,提高耐磨损性能.14? 9%GF 2%Gr复合材料具有较好的摩擦磨损性能,磨损表面(SEM)形貌较光滑,改变了纯PTFE的磨损机制,高载荷下耐磨损性能更突出.3种填料在PTFE基体中起到了很好的协同作用,综合性能较优异,具有一定的应用价值.     

聚苯酯填充聚四氟乙烯复合材料摩擦学行为研究

采用聚苯酯（Ekonol）、Ekonol／PAB纤维增强聚四氟乙烯（PTFE）制备利用转移膜润滑的摩擦副材料，并研究了两组材料在于摩擦条件下与9Cr18轴承钢对摩时的摩擦学性能；运用扫描电镜分析了两组材料磨损表面形貌和磨损机理。结果表明：随着Ekonol含量的增大，Ekonol填充PTFE复合材料的摩擦因数逐渐增大，当Ekonol质量分数超过25％时摩擦因数略有下降，磨损方式由以犁削磨损为主转变为以疲劳磨损为主；而Ekonol／PAB纤维填充门FE复合材料的摩擦因数，随Ekonol含量的增大而增大，磨损方式由以粘着磨损为主转变为以疲劳磨损为主。Ekonol／PAB纤维填充PTFE复合材料的摩擦学性能优于Ekonol填充PTFE复合材料。     

聚四氟乙烯纳米复合材料的制备及其力学和摩擦学性能

以添加表面活性剂的水为溶剂,采用溶剂混合法制备纳米 Al2 O3填充聚四氟乙烯（PTFE）复合材料,研究其力学性能和摩擦学性能,并与乙醇中分别制备纳米 Al2 O3填充 PTFE 复合材料进行比较。结果表明：在相同 Al2 O3填充比例下,水中制备的复合材料的拉伸强度和硬度要低于乙醇中制备的复合材料,而断裂伸长率却要高于乙醇中制备的复合材料。在200 N 和干摩擦条件下,当纳米 Al2 O3质量分数为1％～5％时,水中制备的复合材料的磨耗量要低于乙醇中制备的复合材料,并较纯 PTFE 磨耗量下降了1～2个数量级;且水中制备的复合材料的摩擦因数也要低于乙醇中制备的复合材料。复合材料磨痕处 SEM显示复合材料的磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损。     

不同填料填充PTFE复合材料的力学及摩擦磨损性能

采用共混-冷压-烧结制备工艺制备MoS2、聚酰亚胺和芳纶纤维填充的聚苯酯/聚四氟乙烯(POB/PTFE)复合材料,在MRH-3型高速环块摩擦磨损试验机和WD-W-200型万能材料试验机上考察不同填料对POB/PTFE复合材料力学性能和摩擦学性能的影响。实验结果表明:聚酰亚胺和芳纶与POB的协同润滑与减磨效应降低了POB/PTFE复合材料的摩擦因数与磨损量,并提高了复合材料的压缩模量和压缩强度;与MoS2/POB/PTFE复合材料相比,聚酰亚胺和芳纶纤维填充的POB/PTFE复合材料有着更好的力学性能、摩擦稳定性和耐磨性。     

凹凸棒土改性聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用原位聚合法制备凹凸棒土/聚酰亚胺纳米复合材料,考察纳米复合材料的力学性能及在干摩擦、水润滑和油润滑3种情况下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌。结果表明:凹凸棒土质量分数为3%时,复合材料的拉伸强度最好,随着纳米颗粒含量的增加,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率明显下降,而弹性模量一直呈现上升趋势;在干摩擦条件下,低含量的纳米颗粒有助于转移膜的形成,可以有效改善材料的摩擦性能;在水润滑下,由于水的溶胀和冷却作用,摩擦因数较干摩擦降低了一个数量级;在油润滑下,润滑油的流动性有助于纳米颗粒分布到整个摩擦表面,材料的摩擦因数及磨损率有明显降低,相比于干摩擦和水润滑的磨粒磨损,此时磨损机制以疲劳磨损为主。     

硬碳填充PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

以硬碳为填料制备了PTFE基复合材料,并研究了该复合材料在干摩擦条件下与不锈钢对摩时的摩擦磨损行为,并探讨其磨损机制.实验结果表明:硬碳能提高FIFE硬度,硬碳/PTFE复合材料的耐磨性能明显优于纯PTFE.其摩擦因数随着硬碳含量的增加而减小.复合材料的摩擦表面SEM观察发现:纯PTFE摩擦表面分布着较明显的犁削和粘着磨损的痕迹,硬碳/PTFE的磨痕较浅,表明硬碳作为填料可有效地抑制FTFE的磨损.     

聚四氟乙烯填充含量对钢背超高分子量聚乙烯纤维织物复合材料摩擦学性能的影响

为改善广泛应用于船舶苛刻环境无油/脂润滑摩擦配副材料的摩擦学性能,将聚四氟乙烯（PTFE）按不同质量分数与钢背超高分子量聚乙烯纤维织物复合材料结合,研究它与45钢盘在变转速环环端面干摩擦状态下的摩擦学特性。对试验过程中摩擦因数及磨损量进行测量,利用表面轮廓仪、扫描电子显微镜与超景深显微镜对复合材料及对磨件磨损表面形貌进行了观察与分析。结果表明：所有填充PTFE的复合材料摩擦学性能均表现优异,随着PTFE含量的增加,复合材料摩擦性能变差,其中1 %（质量分数） PTFE填充复合材料综合摩擦性能最好,在试验工况下主要发生磨粒磨损,PTFE填充量较高的复合材料在高速下由于团聚及摩擦热量积聚主要经历黏着磨损与疲劳磨损。     

改性PBT复合材料在水润滑条件下的摩擦学性能研究

通过熔融共混法制备聚四氟乙烯(PTFE)/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、硅灰石/PBT复合材料及芳纶质量分数为5%和10%的芳纶/PBT复合材料,对比分析4种改性PBT复合材料在水润滑条件下的摩擦磨损性能。结果表明:在中低速下,4种复合材料摩擦因数比较稳定,高速条件下,PTFE/PBT、硅灰石/PBT复合材料的摩擦因数逐渐上升,芳纶/PBT复合材料摩擦因数逐渐减小,其中芳纶质量分数为5%的改性PBT复合材料在试验时间内平均摩擦因数最小,摩擦因数稳定性最高;芳纶/PBT复合材料在试验时间内的磨损量明显小于PTFE/PBT及硅灰石/PBT复合材料,其中芳纶质量分数为5%的芳纶/PBT复合材料的磨损量最小;芳纶/PBT复合材料磨损机制主要为轻微的疲劳磨损,PTFE/PBT复合材料主要为黏着磨损,并伴随轻微的疲劳磨损,硅灰石/PBT复合材料以磨粒磨损为主。