BF/黑宝石粉体增强EP基摩擦材料的摩擦磨损性能

以环氧树脂(EP)为基体,玄武岩纤维(BF)为增强材料,玄武岩水晶玻璃(黑宝石)粉体为摩擦性能调节剂制备BF/黑宝石粉体增强EP基摩擦材料,研究了黑宝石粉体对摩擦材料摩擦磨损性能和力学性能的影响,然后在添加质量分数为5%的黑宝石粉体的基础上,采用相同手段研究了BF含量对摩擦材料性能的影响。结果表明,黑宝石粉体可以极大地提高摩擦材料的摩擦系数,并进一步降低磨损率以及提高摩擦材料的力学性能。BF的加入在一定程度上降低了摩擦材料的摩擦系数,且当BF含量较低或较高时,摩擦材料的磨损率均会有所提升。当BF质量分数为6%时,摩擦材料的综合性能最优,其摩擦系数为0.534,与未加BF的摩擦材料相比仅降低了7.61%,磨损率为0.75%,较未加BF的摩擦材料降低了31.82%,拉伸强度和弯曲强度分别为55.568 MPa和92.750 MPa,与未加BF的摩擦材料相比,分别提高了148%和66.42%。     

一种芳纶浆粕复合材料的制备及其性能研究

通过简单溶剂体系直接缩聚制备了一种芳纶浆粕,其比浓对数黏度为4.42～6.58 dL/g,芳纶浆粕的原纤沿轴向襞裂出许多分支,表面非常粗糙。对石棉、自制Kevlar浆粕、Twaron浆粕及自制的芳纶浆粕增强的酚醛树脂复合材料的热稳定性、力学性能及摩擦性能进行了研究。结果表明:芳纶浆粕在氮气中的热稳定性比空气中稍好且分解速率相对较慢,与Kevlar浆粕在氮气中和空气中的热失重规律一致,芳纶浆粕酚醛树脂复合材料的力学性能优异;与传统纺丝切割法制备的K、T增强的摩擦材料相比,利用简单溶剂体系直接缩聚方法制备的芳纶浆粕增强材料的摩擦系数略低,但高于石棉增强材料的摩擦系数;对比磨损率,自制Kevlar浆粕、Twaron浆粕及自制的芳纶浆粕增强材料均较低,且随着温度的升高,这3种芳纶浆粕增强材料磨损率均呈下降趋势,其磨损性能优于石棉增强的酚醛树脂复合材料,自制芳纶浆粕热稳定性,力学性能及摩擦性能优异,完全可以替代石棉作为增强材料。     

陶瓷纤维增强摩擦材料的性能研究

采用热压成型工艺制备出陶瓷纤维增强改性酚醛树脂摩擦材料,分析了纤维长度对摩擦材料抗热衰退性能、耐磨性能和力学性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)观察了摩擦材料的断口形貌.结果表明,陶瓷纤维长度对摩擦材料的摩擦磨损性能和力学性能影响很大;在纤维用量不变的条件下,长陶瓷纤维代替短陶瓷纤维后,摩擦材料在各温度段下的摩擦系数增大,耐高温性和热衰退现象得到了明显改善,冲击强度和硬度得到显著提高,在长陶瓷纤维质量分数为10%时,摩擦材料的综合摩擦磨损性能最好;SEM分析表明,长陶瓷纤维与树脂基体之间的界面粘结强度比短陶瓷纤维高.     

含油MC尼龙复合材料的摩擦磨损性能研究

制备了一种轴承润滑油填充浇铸尼龙(MC尼龙)复合材料,并对其力学性能和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:润滑油的加入明显改善了MC尼龙的力学性能和摩擦磨损性能,提高了MC尼龙的韧性和摩擦系数;当润滑油用量为5%时,MC尼龙复合材料具有较高的强度和韧性,同时具有较低的摩擦系数和磨损量。     

纤维含量对新型摩擦材料的性能影响

通过改变增强体纤维含量(10wt%~30wt%)研究其对新型摩擦材料的摩擦磨损性能的影响。通过定速摩擦性能试验机测试不同纤维含量材料的摩擦磨损性能;采用扫描电子显微镜观察试样磨后的微观形貌,进而分析其摩擦过程。结果表明:随混杂纤维含量的增加,各温度阶段的摩擦系数逐渐减小,磨损率总体呈现先降低后增大的趋势,纤维含量为10%~15%摩擦材料具有较高且稳定的摩擦系数和低磨损率。     

w(石墨)对NAO摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用热压固化方法制备了一种新型无石棉有机(Non-asbestos organic:NAO)摩擦材料,研究了w(石墨)对摩擦材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着w(石墨)的增加,材料密度逐渐降低;材料的冲击强度先增大后减小,当w(石墨)=4%时材料的冲击强度达到最大值4.15kJ/m~2。摩擦和磨损性能测试结果表明,w(石墨)对摩擦材料的低温摩擦系数影响较小,对高温摩擦系数影响较明显。当w(石墨)=4%时可以有效提高摩擦材料的高温摩擦系数和高温抗磨损性能,且w(石墨)越高,材料高温磨损率越低。     

芳纶浆粕取代石棉摩擦材料的摩擦学性能

对本实验室直接缩聚法制备的芳纶浆粕以及传统的纺丝切割法制备的Kevlar浆粕和Twaron浆粕取代石棉在酚醛树脂基摩擦材料中的摩擦性能进行了研究.结果表明,3种芳纶浆粕增强的摩擦材料都具有优良的摩擦磨损性能,特别是随着温度升高,摩擦系数有较大提高的同时,磨损率明显下降,克服了石棉增强的摩擦材料在较高温度下磨损率较大的缺点.直接缩聚法制备的PPTA浆粕增强的摩擦材料摩擦性能与Kevlar浆粕和Twaron浆粕增强的相近,为芳纶浆粕增强摩擦材料的国产化奠定了基础.     

耐磨消音聚甲醛复合材料的开发

在聚甲醛(POM)中添加由主润滑剂、助润滑剂、消音剂、减磨剂及相关助剂组成的复合润滑体系,采用共混改性方法制备了耐磨消音POM复合材料,并将其与纯POM进行对比研究,考察了材料的外观、摩擦磨损性能、消音性能及力学性能。结果表明,耐磨消音POM复合材料耐磨性好,摩擦系数只有纯POM的1/3,比磨损率只有纯POM的48%,极限PV值比纯POM提高了40%;耐磨消音POM复合材料在摩擦试验中全程无噪音产生,摩擦性能在半年测试时间内很稳定;耐磨消音POM复合材料还具有良好的外观及力学性能,成型加工性能优良。     

耐热性钼酚醛树脂基摩擦材料的研究

围绕提高摩擦材料的高温摩擦系数，用差热分析和热重分析测试方法分析了钼酚醛树脂的热稳定性，确定了摩擦材料的工艺流程和工艺条件， 制备了以钼酚醛树脂为基体的摩擦材料，同时测定了摩擦材料的性能。结果表明，钼酚醛树脂具有良好的热稳定性，热分解温度为522℃，600℃下失重率仅为17．5％，用其制成的摩擦材料的高温摩擦系数稳定，热恢复性好。     

纳米颗粒增强摩擦材料摩擦学性能研究

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为基体,芳纶纤维、玻璃纤维为增强纤维,选用不同类型的纳米颗粒作为填料设计摩擦材料组分配比,并通过热压烧结制备摩擦材料。通过摩擦磨损试验机测试其在干摩擦条件下的摩擦学性能,并用扫描电镜(SEM)对材料的磨损形貌进行观察分析,以研究不同类型的纳米颗粒对摩擦材料性能的影响。研究表明:在干摩擦条件下,经过纳米颗粒改性的摩擦材料摩擦系数、硬度比未改性的材料有不同程度的提高,同时磨损率有很大程度的降低;纳米颗粒改性的摩擦材料摩擦系数、磨损率变化趋势具有一致性,均随着实验载荷、滑动速度的增大而逐渐减小;纳米颗粒改性后的摩擦材料磨损机理表现为疲劳磨损与磨粒磨损并存,而未改性的材料磨损机理主要表现为疲劳磨损。     

硅酸盐黏结剂制备摩擦材料的性能研究

树脂基摩擦材料普遍存在热衰退问题,探索解决摩擦材料的热衰退问题一直是摩擦材料研究的热点。无机黏结剂具有承受高温的特点,有望替代树脂黏结剂成为摩擦材料用黏结剂的材料。采用硅酸盐作为黏结剂,丁腈橡胶为韧性改良组分,采用热压成型工艺制备了摩擦材料。研究了硅酸盐种类及用量、橡胶含量对摩擦材料冲击韧性和摩擦磨损性能的影响,借助扫描电子显微镜（SEM）观察摩擦材料磨损表面的形貌并分析磨损机理。结果表明：钠钾比（物质的量比）为2∶1的混合硅酸盐制备的摩擦材料基体间的结合力较强,综合性能最优;适当含量的硅酸盐可以为摩擦材料提供较好的强度和韧性,并且可以实现摩擦材料的摩擦系数在全部测试温度范围内的平缓稳定,有效地改善了摩擦材料的抗热衰退性能;适量橡胶的加入可以提高摩擦材料的冲击韧性。     

砜芳纶浆粕——非石棉摩阻复合材料中新型增强纤维

本文研究一种新型摩阻材料增强纤维－砜芳纶浆粕，它具有卓越耐高温性能，以砜芳纶浆粕增强摩阻复合材料制品具有稳定摩擦系数和较低磨耗，该纤维在无石棉摩阻材料行业呈良好开发前景。     

不同工况参数对酚醛树脂基无石棉闸瓦材料摩擦性能影响

针对WSM–3型酚醛树脂基无石棉摩阻材料,搭建实验装置研究WSM–3型闸瓦材料与16Mn钢摩擦副摩擦性能。根据实验数据,研究了瞬态/平均摩擦系数随不同接触压力、不同滑动速度及不同接触表面温度的变化规律,在考察多种曲线的基础上,分析瞬态/平均摩擦系数在不同工况参数下的变化特性,并探讨了闸瓦材料摩擦性能的变化机制。实验证实,闸瓦材料的摩擦性能不仅具有强烈的系统依赖性,而且与系统的工况因素具有强耦合性,在闸瓦材料摩擦学设计中将瞬态/平均摩擦系数视作变量是必要的。     

Characterization on the yield stress and interfacial coefficient of friction of glasses from scratch tests

Based on dimensional analysis and finite element simulation, a new method is proposed to characterize the yield stress and interfacial coefficient of friction of materials by scratching with a Vickers indenter. Two simple equations are obtained: one is for determining the interfacial coefficient of friction between the scratched material and scratch tip via the ratio of tangential to normal force, and the other is for calculating the yield stress of scratched material with the groove width and normal force. In a case study, the method is applied to soda-lime and borosilicate glasses. It is shown that the measured results of yield stress and interfacial coefficient of friction between glasses and a diamond tip are consistent with that obtained by other methods, with a high accuracy. The quick and accurate determination of yield stress and interfacial friction coefficient provides important information for the design and processing of glass products.     

碳化硅增强摩阻材料的制备及性能表征

选用不饱和树脂作为基体材料,偶联剂处理过的碳化硅作为填料,制备具有较好耐磨性和较高摩擦系数的聚合物基复合摩阻材料。实验结果表明:粒径400目的碳化硅作为摩阻材料的填料效果最佳,其添加量为10%时,该复合材料具有较低的磨损率,添加量为7%时,该复合材料的摩擦系数达到最大值。结合扫描电镜(SEM)和理论分析说明,硬度大的碳化硅作为磨料,起到了抵抗磨损和基本变形产生磨损的双重作用,并产生了微切削和犁沟效应,改变了材料的摩擦系数。     

Friction properties of new porous carbon materials: Woodceramics

Woodceramics are new porous carbon materials obtained from wood or woody materials impregnated with phenol resin, and carbonized in a vacuum furnace at high temperature. Woodceramics have several superior characteristics from the viewpoints of engineering materials and ecological materials: they are hard and strong, have porous structure and low density, are made from natural resources, do not cause environmental pollution, and are cheap to manufacture. This paper describes the fundamental friction properties of Woodceramics in sliding contact with several materials. Woodceramics made of medium density fiberboard (MDF) and beech impregnated with phenol resin and carbonized in a vacuum furnace at 800°C and 2000°C were rubbed against alumina, silicon nitride, bearing steel and diamond by using a reciprocating friction apparatus. Experiments were carried out unlubricated in air, impregnated with base oil and in water, at several normal loads and sliding velocities. The following principal results were obtained: (1) The friction coefficient is around 0.15, under all three lubrication conditions; (2) The friction coefficient slightly decreases and then stays constant with increasing normal load; (3) The friction coefficient is not affected by sliding velocity; (4) Woodceramics have a good self-lubricity.     

Optimization of a commercial brake pad formulation

A brake pad material used in a popular, commercially available vehicle that consisted of steel wool, iron powder, graphite, coke, styrene–butadiene rubber, MgO, BaSO₄, and phenolic resin was tested with the friction assessment and screening test. The average friction coefficient (0.357) and total wear (19.75 wt %) were measured. An alternative friction material formulated with identical constituents but optimized with the golden section principle and relational grade analysis was produced in a laboratory environment. This material exhibited an average friction coefficient of 0.419 and a low total wear of 6.25 wt %. An analysis of component costs indicated that the large volume price of the commercial material, $1.01/kg, was less than that of the laboratory material, $1.21/kg. However, the performance/cost ratio of the new material was appreciably greater. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 84: 2498–2504, 2002     

碳/碳化硅摩阻复合材料的研究进展

碳/碳化硅是近年来发展起来的一种新型高性能陶瓷基摩阻材料,具有密度低,抗氧化性好,摩擦性能高且性能稳定等一系列优点,在高速列车、飞机和重型汽车等高能载制动领域具有广泛的应用前景.反应性熔体浸渗法是制备碳/碳化硅摩阻复合材料的有效途径.从碳/碳化硅摩阻复合材料的设计出发,深入分析了反应性熔体渗透过程的热力学条件,Si-C反应体系的基本特征以及动力学规律.针对短纤维模压和三维针刺等两种典型C/SiC复合材料的制备过程,对材料的微结构特征和摩擦磨损性能进行了系统论述.同时,对红外热成像、X射线透射和工业CT等先进工程检测方法在碳/碳化硅摩阻复合材料构件上的应用进行了分析.     

摩擦材料用改性酚醛树脂的研究进展

综述了摩擦材料用改性酚醛树脂(PF)的研究进展,其中分别对钼、硼无机物改性PF和聚酰胺、腰果壳油、桐油、亚麻油、橡胶等有机物改性PF进行了讨论,并对纳米PF树脂和复合改性PF进行了介绍。改性PF的性能得到了显著改善,用其作基体制备的摩擦材料具有摩擦系数稳定、磨损率低等优点。