干摩擦条件下氧化锌对丁腈橡胶摩擦磨损行为的影响

运用环-块摩擦磨损试验机研究了不同类型氧化锌对丁腈橡胶干摩擦磨损性能的影响。将不同类型氧化锌加入丁腈橡胶,对试样进行常规制备,磨损后橡胶表面分子结构利用红外光谱仪进行分析。结果表明,与添加普通氧化锌、纳米氧化锌和改性普通氧化锌的胶料相比,添加改性纳米氧化锌胶料表现出了优异的耐摩擦磨损性能。其磨损量为0.021g,仅为添加普通氧化锌胶料磨损量的1/4;摩擦系数为0.4,是添加4种氧化锌胶料中最低的;且胶料仅发生了磨粒磨损,未出现其他更为严重的磨损形式。文章对于添加不同类型氧化锌胶料摩擦磨损性能出现差异的原因进行了分析。分析结果表明,摩擦生热导致的硫化返原是造成胶料磨损程度不同的根本原因。即摩擦生热引起多硫键断裂及主链改性,造成胶料交联密度的下降,降低了胶料的耐摩擦磨损性能。     

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。     

硫化体系对氢化丁腈橡胶性能的影响

本文探讨了不同硫化体系对混炼胶硫化特性及硫化胶力学性能、老化性能、压缩模量及压缩永久变形性能的影响。结果表明:含有活性双键的助交联剂能不同程度提高混炼胶的最高转矩,硫化胶的定伸强度,硬度,压缩模量,改善硫化胶的压缩永久变形。其中采用DCP与硫化助剂A并用时,硫化胶的综合性能最好。     

加载参数对TiN涂层摩擦磨损行为的影响

TiN薄膜广泛应用于低速轴承、钟表齿轮等环境中,而微载、低速条件下TiN薄膜的摩擦学特性是其重要服役性能之一.采用球盘式干滑动摩擦磨损试验机,研究了多弧离子镀TiN薄膜在微载、低速条件下的摩擦磨损特性.研究表明:在本试验范围内,薄膜的摩擦系数随着载荷的增加而升高,磨盘转速和转动半径对摩擦系数基本没有影响;载荷、磨盘转速的升高缩短了材料的磨合时间,而转动半径的增加延长了磨合距离.磨损以对磨钢球的犁削磨损为主,磨损体积随转动半径的增加而增加.     

聚合物包覆型纳米片层粒子对氢化丁腈橡胶复合材料性能的影响

制备了一系列不同量的剥离型有机蒙脱土(OMMT)与氢化丁腈橡胶(HNBR)复合的纳米材料,探究了OMMT的含量对HNBR复合材料力学、热力学性能的影响。采用广角X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析、傅里叶变换红外光谱、透射电镜对OMMT的结构与性能进行了表征。并对HNBR/OMMT复合材料的结构与性能进行了分析。XRD结果表明OMMT是完全剥离且由聚氨酯大分子链包覆的纳米片层粒子;DSC结果证明OMMT中的活性双键能发生反应。加入单片层OMMT后,HNBR纳米复合材料的力学性能、热力学性能以及动态性能都有所提高。且3phr的OMMT能使复合材料的耐磨性提高了24.7%,硬度、拉伸强度、撕裂强度等达到最大值。     

碳纳米预分散母胶粒对氢化丁腈橡胶定子材料性能的影响

通过添加不同质量份的碳纳米预分散母胶粒,研究不同配方对氢化丁腈橡胶力学性能、导热性能的改善。利用动态力学热分析仪、高低温伺服控制拉力机、扫描电镜等测试手段对橡胶的结构与性能进行表征。结果表明,添入15 phr的碳纳米预分散母胶粒,橡胶的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率分别提升13.2%、44.7%、17.5%,压缩永久变形降低4%,100℃导热系数提升32%,150℃导热系数提升19%,动态力学性能的提升不是很明显,优化配方优异的高温力学性能来自于其导热系数的提高。     

芳纶短纤维对氢化丁腈橡胶复合材料性能的影响

选用芳纶短切纤维(DCF)和芳纶浆粕(PPTA)2种芳纶短纤维分别补强炭黑N220填充、过氧化物硫化的氢化丁腈(HNBR)胶料,力求制备出高强度、高模量的HNBR复合材料,比较了芳纶短纤维的类型和用量对氢化丁腈胶料性能的影响。实验结果表明,随着DCF用量的增加,HNBR/CB体系的门尼黏度增加,但PPTA对HNBR/CB体系的门尼黏度几乎没有影响;芳纶短切纤维DCF填充的HNBR/CB体系比芳纶浆粕PPTA填充的HNBR/CB体系具有更明显的填料网络;DCF填充的HNBR/CB体系具有更高的硬度、拉伸强度以及撕裂强度。     

丁腈橡胶在硬质颗粒环境下的摩擦磨损特性

采用销-盘接触方式考察丁腈橡胶/316L不锈钢配副的摩擦磨损性能,探讨有无Al2O3硬质颗粒及颗粒尺寸对其摩擦学行为的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)和表面轮廓仪分析配副材料的磨痕表面形貌。结果表明:硬质颗粒参与磨损能降低接触副表面的摩擦因数;大尺寸颗粒会加速橡胶的磨损并能嵌入橡胶基体形成微切削效应,而随着颗粒尺寸减小至数十微米时,颗粒的存在反而能减缓橡胶的磨损;但颗粒的介入均会加剧配副金属的磨损、硬质颗粒的犁削作用使钢球磨损表面存在大量的犁沟;此外,无颗粒及不同尺寸颗粒环境下丁腈橡胶/不锈钢摩擦副表现出不同的损伤机制。     

聚四氟乙烯微粉表面改性对氢化丁腈橡胶性能影响

采用甲基丙烯酸锌对聚四氟乙烯(PTFE)微粉进行改性,研究了改性后聚四氟乙烯对氢化丁腈橡胶力学性能、耐磨性能及与织物粘合性能的影响。结果表明,通过红外光谱仪和扫描电子显微镜发现PTFE颗粒表面包覆了一层甲基丙烯酸锌;随着甲基丙烯酸锌用量的增加,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和硬度增加;磨耗体积从71 mm³降为28 mm³,胶料耐磨性得以改善;硫化胶与尼龙弹力布的剥离强度从1.8 N/mm提升到3.1 N/mm。综上所述,采用甲基丙烯酸锌改性PTFE能提高胶料的力学性能以及与织物之间的粘合强度,达到了改善聚四氟乙烯与橡胶之间粘合性能的目的。     

纳米炭纤维改性对C/C复合材料摩擦磨损的影响

采用催化化学气相法在炭纤维表面原位生长纳米炭纤维后,再通过化学气相渗透法制备出纳米炭纤维改性C/C复合材料。采用微动摩擦磨损试验考察纳米炭纤维改性C/C复合材料的摩擦磨损性能,探讨原位生长纳米炭纤维对C/C复合材料摩擦磨损机理。结果表明,采用纳米炭纤维改性后C/C复合材料的摩擦过程更平稳,磨损量减小。纳米炭纤维与热解炭形成复合基体,这种复合基体在摩擦过程中形成高强度高模量的摩擦膜,从而影响复合材料的摩擦性能。     

SiC和聚四氟乙烯填充聚酰胺酰亚胺复合涂层的制备及摩擦磨损行为

以Q235钢为基体材料,采用室温空压喷涂的方法制备了纯聚酰胺酰亚胺(PAI)涂层及SiC和聚四氟乙烯(PTFE)填充的PAI复合涂层.采用MMW-1型万能摩擦磨损试验机对涂层进行了摩擦磨损试验,当SiC和PTFE的填充量分别为10％和0.8％时,PAI复合涂层摩擦学性能达到最优.对于纯PAI和PAI+10％SiC复合涂...     

超高分子量聚乙烯/纳米TiO_2复合材料的摩擦磨损行为

用热压成型法制备了纳米TiO2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,填充质量分数为15%的纳米TiO2能显著改善UHMWPE的耐磨性能。纯UHMWPE的摩擦过程中呈现出一次磨合期、一次稳定期、二次磨合期和二次稳定期四个明显的特征。当填充质量分数为15%的纳米TiO2时,UHMWPE基复合材料的摩擦过程中二次磨合特征已基本消失,整个摩擦过程的基本特征主要表现为磨合期和稳定期两个阶段,且磨合时间明显缩短,同时复合材料的磨损表面出现了明显的贫Ti区和富Ti区,其磨损机制主要表现为粘着磨损,局部磨损表面呈现了轻微的塑性变形特征。     

温度对Si3N4陶瓷摩擦磨损行为的影响

测定了Si3N4陶瓷与3Cr2W8V钢摩擦副在不同温度下（20－800℃）的磨擦系数与陶瓷的磨损系数,分析了温度对陶瓷摩擦磨损行为的影响,并探讨了陶瓷的磨损机理。     

砂粒形状对丁腈橡胶在含砂原油中磨损的影响及其力学行为

研究了丁腈橡胶在含砂原油介质中的摩擦磨损行为,分析了在磨损过程中不同形状砂粒的力学行为,并观测和分析了橡胶磨痕表面的形貌和元素的含量。结果表明:在原油介质中加入砂粒,使丁腈橡胶的摩擦系数和磨损量有所增大。在试验载荷范围内圆形砂粒的运动方式以滚动为主,对橡胶表面产生研磨式磨粒磨损。而尖形砂粒在95N后其运动方式由滚动变为滑动,橡胶的磨损机理转变为凿削式磨粒磨损。砂粒平动加速度和转动加速度的研究结果,证实了不同形状砂粒在载荷作用下的运动方式及其对磨损机理的影响。     

多次调质对C110钢组织和摩擦磨损行为的影响

对C110无缝钢管进行调质处理,研究了调质次数对C110钢组织和摩擦磨损行为的影响。结果表明：随着调质次数的增加,C110钢晶粒发生细化,但细化效果越来越不明显,且材料中第二相不断聚集、长大;在晶粒度和第二相的共同影响下,C110钢的硬度随着调质次数的增加呈先升高后降低的趋势;经二次调质处理后,C110钢的晶粒细化明显,细晶强化效果显著,而第二相长大不明显,材料的耐磨性能最好。     

氢化丁腈橡胶的性能与应用

一、HSN的性能分子主链上的双键全部或部份地被氢化而形成的高度饱和的丁腈橡胶(NBR)被称为氢化 NBR,简称为 HNBR 或 HSN。由于 HSN 分子主链是高度饱和的又有腈基作侧链,故它具有高强度、高伸长率(如图1所示),其抗撕、耐磨、耐180℃蒸汽及耐气透性可与 IIR(顺丁胶)相媲美,并有优异的耐热老化性(如图2所示)。如果以剩余伸长率绝对值为100%作为使用寿命极限的话,那么在155℃下能使用1000hr 以上;在125℃下则能使用10000hr 以上。如按 ASTMD2000(SAEJ200)体系分类,HSN 应属于 E(或D)类型/J     

功能化纳米SiO2改性环氧树脂复合材料及其摩擦磨损行为与机制

运用共价官能化技术,实现纳米SiO_2表面接枝3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性(T-SiO_2),并制备功能化纳米SiO_2改性环氧树脂复合材料(T-SiO_2/EP),分析改性后纳米SiO_2表面官能团和化学元素的变化规律,测试T-SiO_2/EP的主要力学性能,研究其在干摩擦条件下的摩擦磨损行为与机制。结果表明:功能化纳米SiO_2的引入,有效改善了环氧树脂的力学与摩擦学性能,且当功能化纳米SiO_2含量为2%时(质量分数,下同),环氧复合材料(2%T-SiO_2/EP)的显微硬度和断裂韧度均达到最大值(70.2HD和1.02MPa·m~(1/2)),并具有优异的减摩耐磨性能。干摩擦条件下,2%T-SiO_2/EP复合材料的摩擦因数和磨损失重分别为0.49和1.7mg,较纯环氧树脂分别降低了31.9%和34.6%,较未改性纳米SiO_2增强的环氧树脂复合材料(U-SiO_2/EP)分别降低了14%和10.5%,并对相应的磨损机理进行了分析。     

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。     

空心阴极TiN镀层的摩擦磨损行为

基于刀具在切削过程中摩擦系统的特点,本文对空心阴极(HCD)法制备的TiN镀层的摩擦磨损行为进行了研究。在有油润滑的条件下,高速钢W18Cr4V镀TiN后,耐磨性可提高三倍。增大载荷和提高磨料的硬度,更能显示TiN镀层的优越性。本文试验条件下,TiN镀层的磨损机制主要为应力疲劳。