填充粒子改性聚合物基复合材料摩擦学行为研究进展

综述了无机粒子改性聚合物复合材料的摩擦学方面的研究进展,总结了填充改性后复合材料的摩擦磨损形式及其机理.并且从填料的摩擦学作用,摩擦副以及工矿条件(滑动速度、载荷、温度)等几个侧面分析了目前填充改性复合材料摩擦磨损性能的研究进展情况.最后,文章又指出了聚合物及复合材料的摩擦学研究方向.     

聚合物基复合材料摩擦与磨损性能的研究进展

介绍了聚合物及其复合材料的摩擦与磨损性能,包括聚四氟乙烯(PTFE)、含PTFE及其他聚合物基复合材料的耐磨性能,讨论了填料的种类、尺寸、含量以及填料的协同作用对聚合物基复合材料耐磨性能的影响.结果显示:填料能较好地改善聚合物基复合材料的摩擦磨损性能.并总结了聚合物基复合材料摩擦磨损性能的研究方向.     

纳米AlN填充PTFE复合材料的摩擦性能研究

以纳米氮化铝（削N）为填料制备了聚四氟乙烯（PTFE）复合材料，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．结果表明：纳米AlN填充FIFE基复合材料的耐磨性能明显优于纯PTFE。不同用量纳米AlN填充PTFE复合材料的摩擦系数最多上升16．5％，而耐磨性最多却能提高150倍，当纳米AlN用量为5％，FIFE复合材料的耐磨性最好。SEM观察发现：纯PTFE的磨损表面上分布着大量的带状结构，有明显的犁削和粘着磨损的痕迹。当复合材料中纳米AlN用量较低时，复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的黏着磨损，但当复合填料中纳米AlN用量较高时，复合材料的磨损机制主要表现不同程度的黏着磨损和磨粒磨损，同时其复合材料的摩擦磨损性能出现了恶化现象。     

纤维填充PTFE复合材料的摩擦学研究

在聚四氟乙烯（PTFE）中分别填充碳纤维（CF）、玻璃纤维（GF）及这两种纤维不同配比的混杂纤维（HF），制备了具有不同力学性能和摩擦磨损性能的PTFE基复合材料。探讨了填料组成对复合材料硬度和干摩擦条件下摩擦磨损性能的影响，并研究了PTFE基复合材料磨损表面的形貌学。结果表明，适量填充CF和GF均可提高PTFE的摩擦磨损性能，CF比GF效果更为显著；CF和GF的混杂纤维填充PTFE复合材料．表现出一定的协同性，比填充单种纤维，其效果更显著。     

铜及其氧化物填充UHMWPE力学、摩擦学性能研究

在超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中分别填充铜粉、氧化铜粉和氧化亚铜粉,用万能材料试验机、摩擦磨损试验机等研究了三种填料对UHMWPE复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜对几种材料的磨损表面进行了观察和分析。结果表明,在填料添加量相同时,铜粉的减摩耐磨效果最好,氧化铜粉的减摩耐磨效果次之,氧化亚铜粉的减摩耐磨效果最差;以体积分数25％的铜粉填充的UHMWPE复合材料,具有良好的力学性能和摩擦学性能,是一种有应用前景的聚合物基减摩抗磨材料。     

聚苯硫醚复合材料摩擦学性能主要影响因素分析

分析了影响聚苯硫醚(PPS)摩擦学性能的主要因素。从填料、相对滑动速度、载荷、温度、摩擦副、表面粗糙度和摩擦磨损环境等方面对PPS的摩擦学性能的影响作了综述,并指出了聚合物及复合材料的摩擦学研究方向。     

酚醛树脂基复合材料摩擦性能研究

采用MPX-2000型销盘式摩擦磨损试验机评价了分别填充氧化铝、Cu粉、石墨、石墨与Cu粉复配的酚醛树脂基复合材料在载荷为100 N、转速为500 r∕min、室温干摩擦条件下的滑动摩擦磨损性能,并分析了磨损后的表面形貌。结果表明,与未填充相比,填充试样的平均摩擦系数和磨损量均有不同程度的降低,其中由石墨、石墨与Cu粉复配填充试样的磨损量显著降低,分别下降80.7%,84.8%。未填充试样磨损表面出现少量被拔出的磨屑纤维,未见明显润滑膜;而填充试样的磨损表面呈现出明显、均匀的润滑膜。填料改变了酚醛树脂基复合材料的磨损机理,增强了复合材料的抗极压承载和促进润滑膜形成能力,提高了复合材料的摩擦磨损性能。     

混杂填充UHMWPE复合材料的摩擦与磨损性能

制备了多相混杂填充超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）复合材料，研究其摩擦、磨损性能。结果表明，填料的加入可以缩短磨合期，延长稳定磨损期。多相混杂复合材料具有较低的摩擦因数，较好的耐磨性能。含质量分数为70％UHMWPE、质量分数为5％CF（碳纤维）、质量分数为10％PHBA（聚苯酯）、质量分数为15％PTW（六钛酸钾晶顺）的复合材料具有最好的性能，其摩擦因数低、磨痕宽度小、受摩擦速度和载荷的影响也比较小。磨损表面扫描电镜照片显示，纯UHMWPE表面较为粗糙，呈现粘着磨损和疲劳磨损特征，混杂填料试样表面光滑，不存在疲劳磨损特征。     

减摩耐磨环氧树脂纳米复合材料的研究

为提高环氧树脂的减摩耐磨性能,本工作采用高硬度纳米氮化硅粒子和具有优异自润滑和导热性能的短碳纤维进行填充改性,以期通过填料之间的协同作用,显著降低复合材料的表面摩擦力和摩擦面温度,从而提高抵抗磨损能力。摩擦磨损实验结果表明,同时加入纳米氮化硅粒子和短碳纤维时,可以获得优于加入单一填料所获得的摩擦磨损性能。纳米氮化硅粒子/短碳纤维/环氧树脂复合材料的磨损机理主要是粘着磨损和磨粒磨损。     

玻璃纤维及石墨增强聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的研究

用机械混合、冷压成型和烧结的方法制备了不同质量分数(5%~30%)的玻纤和石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料制品。用M-2000型磨损试验机评价了不同样品在干摩擦下的磨损性能,揭示了填料玻纤和石墨对PTFE复合材料磨损性能的影响,并对磨损机理进行了探讨。用扫描电镜(SEM)对试样磨损形貌进行观察。结果表明:对玻纤进行改性能极大地提高PTFE复合材料的耐磨性能,同时可提高复合材料硬度;玻纤和石墨协同作用,对改善PTFE摩擦磨损性能有比较显著的效果;20%玻纤 10%石墨填充PTFE复合材料有着较好的摩擦磨损性能。     

工程用聚合物基复合材料摩擦行为研究进展

综述了复合改性聚合物材料摩擦磨损性能研究发展 ,主要分析了纤维、金属及其化合物、无机非金属化合物及聚合物填料对材料摩擦性能的影响和作用机理 ,以及工况条件及摩擦磨损形式对材料摩擦行为的影响 ,简述了复合材料摩擦行为模拟及预测的研究现状及研究中存在的问题 ,进一步探讨了材料摩擦行为模拟和预测的可能性。     

减摩耐磨用无机颗粒／高分子复合材料研究的进展

综述了减摩抗磨用无机颗粒／高分子复合材料的最新研究进展,重点阐述了不同类型无机颗粒的作用机理及其对复合材料最终性能的影响,指出这类材料的发展趋势在于应用纳米填料,通过发展适当的分散技术,同时加强粒子与基体的结合,有可能克服现有微米颗粒复合材料中存在的缺点,全面提高复合材料的综合性能。     

Effects of various kinds of fillers on the tribological behavior of polytetrafluoroethylene composites under dry and oil‐lubricated conditions

Polytetrafluoroethylene (PTFE)‐based composites filled with various inorganic fillers in a volume fraction of 30% were prepared. The tribological behavior of the PTFE composites sliding against AISI52100 steel under dry and liquid paraffin‐lubricated conditions was investigated on an MHK‐500 model ring‐on‐block test rig. The morphologies of worn surfaces and wear debris were observed with a scanning electron microscope (SEM) and an optical microscope. As the results, different fillers show different effects on the tribological behavior of the PTFE composites, while the composite shows much different tribological behavior under lubricated conditions as compared with dry sliding. The tribological behavior of the PTFE composites under dry sliding is greatly related to the uniformity and thickness of the transfer films. Only the PTFE composites with a transfer film of good uniformity and proper thickness may have excellent tribological behavior. The PTFE composites show much better tribological behavior under lubrication of liquid paraffin than under dry sliding, namely, the friction coefficients are decreased by 1 order of magnitude and the wear rate by 1–3 orders of magnitude. Observation of the worn composite surfaces with SEM indicates that fatigue cracks were generated under lubrication of liquid paraffin, owing to the absorption and osmosis of liquid paraffin into the microdefects of the PTFE composites. The creation and development of the fatigue cracks led to fatigue wear of the PTFE composites. This would reduce the mechanical strength and load‐supporting capacity of the PTFE composites. Therefore, the tribological behavior of the PTFE composites under lubrication of liquid paraffin is greatly dependent on the compatibility between the PTFE matrix and the inorganic fillers. In other words, the better is the compatibility between PTFE and fillers the better is the tribological behavior of the composites. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 80: 1891–1897, 2001     

无机材料填充改性PTFE复合材料研究进展

综述了聚四氟乙烯（PTFE）无机材料填充改性中纤维填充改性,颗粒填充改性以及复合填充改性三大类的改性研究进展。介绍了不同无机填料对于PTFE复合材料的力学性能以及摩擦学性能的影响,包括摩擦因数、拉伸强度以及材料硬度等,发现铜（Cu）粉、二硫化钼（MoS2）以及玻璃纤维（GF）等无机填料成本较低且对PTFE的力学性能以及摩擦学性能改善较为明显,更能满足实际工程应用。最后,分析了国内外近年来研究中所存在的问题,并提出了解决方向。     

聚四氟乙烯复合材料摩擦学性能研究

综述了PTFE复合材料摩擦学性能的国内外研究进展,系统阐述了不同填料对PTFE复合材料摩擦学性能的影响,指出多种填料混合填充可提高PTFE复合材料的承载能力和耐磨损性能,降低其摩擦系数.     

尼龙的摩擦学改性研究进展

综述了近年来尼龙(PA)的各种摩擦学改性方法及改性PA材料的摩擦磨损形式与机制。从无机粒子填充改性、纤维增强改性、无机粒子/纤维共混改性、与树脂共混改性、表面改性等5个方面讨论了改性PA的摩擦学性能及机理的研究进展,并指出PA的摩擦学改性研究方向。     

聚丙烯复合材料光老化研究进展

综述了国内外近年来聚丙烯复合材料光老化研究方面的进展,并着重讨论了硅酸盐类无机填料以及多种纳米填料,天然纤维,高聚物共混组分,稳定助剂以及染色剂等对聚丙烯光老化的影响及其机理。     

导电复合橡胶用导电填料的应用研究进展

对导电复合橡胶用导电填料如炭系、金属系、颗粒表面镀金属等的种类、性质等因素对复合橡胶材料导电率的影响及应用进行了综述。也对采用新型的填料即本征导电聚合物主要是聚苯胺填充制备导电复合橡胶的研究进展进行了综述。炭系是目前制备导电复合橡胶主要的导电填料,但有污染,不适合制备有颜色要求的导电材料,金属系、颗粒表面镀金属的比重大,在聚合物中分散较困难,也不太适合于有比重要求的制品。本征导电聚合物导电填充填料是制备导电复合橡胶发展的一个重要方向,可以解决不熔难溶造成的在聚合物中分散性差的问题。     

无机填料对聚合物复合材料摩擦学性能的影响

参阅大量英语文献的基础上,简述了纳米无机粒子填料对聚合物及聚合物复合材料摩擦磨损性能的影响。主要包括微米/纳米无机粒子尺寸、含量及无机粒子与其它材料的协同作用对聚合物基复合材料摩擦磨损性能的影响,对科研工作者深入探索和研究聚合物复合材料的摩擦学性能有一定的参考价值。