晶须CaCO3和PTFE填充聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能

用MM200磨损试验机和45钢环配副,研究不同含量碳酸钙(CaCO3)晶须和10%的聚四氟乙烯(PTFE)共同填充聚醚醚酮(PEEK)复合材料的摩擦磨损性能,用扫描电镜观察磨损表面形貌并分析磨损机理。结果表明,随着复合材料中晶须含量增加,摩擦系数持续降低,最低可降到纯PEEK的1/2;复合材料的磨损率随晶须含量的增加先大幅度减小后又缓慢回升,当晶须含量为15%-20%时,磨损率降至3.3×10-7mm3/Nm,仅为纯PEEK的3.6%,20?CO3/10%PTFE/PEEK综合摩擦学性价比较好。CaCO3晶须增强PEEK减少了复合材料在摩擦过程中摩擦副表面粘着和剥层,阻止基体树脂的热塑性变形,同时PTFE的优先粘着转移使得复合材料在对偶件表面形成连续、均匀的转移膜,两者协同有效降低摩擦系数和磨损率,提高材料的摩擦学性能。     

自润滑纤维织物复合材料摩擦学性能研究

目的研究MoS_2和石墨填充对自润滑纤维织物复合材料摩擦学性能的影响。方法采用玄武三号栓-盘式摩擦磨损实验机,研究了石墨和MoS_2填充PTFE/棉纤纤维织物在不同载荷条件下的摩擦磨损性能,并采用扫描电镜观察了纤维织物复合材料的磨损表面和微观结构。结果在较低载荷下,填充5%MoS_2可以更有效地降低PTFE/棉纤纤维织物复合材料的磨损率;在较高载荷下,填充10%石墨可以更有效地降低PTFE/棉纤纤维织物复合材料的磨损率。载荷为219.52 N时,5%MoS_2填充PTFE/棉纤纤维织物复合材料的磨损率由未填充的1.28×10~(-14) m~3/(N·m)降低到0.61×10~(-14) m~3/(N·m),降低了50%;10%石墨填充PTFE/棉纤纤维织物复合材料的磨损率由1.28×10~(-14) m~3/(N·m)降低到0.91×10~(-14) m~3/(N·m),降低了28%。结论石墨和MoS_2填充在摩擦过程中减轻了磨粒的嵌入和切削作用,阻碍了复合材料的磨损,提高了PTFE/棉纤纤维织物复合材料的耐磨性能。     

生理盐水润滑下PEEK/WK复合材料的摩擦学性能

为研究生理盐水润滑条件下碳酸钙晶须含量、载荷大小、滑动速度因素对PEEK/CaCO3复合材料摩擦学性能的影响规律,并考察复合材料的摩擦学稳定性,在自制改性偶联剂处理晶须表面的基础上制备了PEEK/CaCO3复合材料,利用MMW1A立式万能摩擦磨损试验机对复合材料的摩擦学性能进行测试,用扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面形貌进行扫描分析表征。结果表明,晶须含量对复合材料摩擦学性能影响明显,在0.9%的生理盐水润滑条件下PEEK/CaCO3复合材料随着晶须含量的增加,摩擦因数及比磨损率均呈现先减小后增大现象;当晶须质量分数为15%左右时,复合材料的摩擦因数达到最低值,同时比磨损量相对最低,复合材料与摩擦副的磨合过程相对平稳,具有较好的摩擦学性能,表现为粘着腐蚀磨损特征。外加载荷、滑动速度增大,材料的摩擦因数增大,比磨损率增加。     

碳纳米管/聚酰亚胺纳米复合材料的制备及动态力学性能和介电性能

依次用混强酸和SOCl2对多壁碳纳米管(MWNTs)进行改性,解决其在有机溶剂的溶解性和在基体聚酰亚胺中分散性问题,并采用光电子能谱(XPS)和透射电镜(TEM)对改性前后的MWNTs进行表征.以4,4'-二氨基二苯醚(ODA)和3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)为原料,以原位聚合法将改性碳纳米管掺杂聚酰亚胺(PI),制备MWNTs/PI纳米复合材料.通过热重分析(TGA)、动态力学分析(DMA)和电容测试对材料的热性能、动态力学和介电性能进行表征.结果表明:加入MWNTs后,材料仍有很好的热稳定性,材料的动态力学性能随MWNTs增加而增强,在50℃和10%(质量分数)MWNTs时储能模量为2.307 GPa,比纯聚酰亚胺(PI)提高23.1%;材料的介电常数随着MWNTs含量的增加明显提高,在IMHz和10%时介电常数为66.7,是纯PI的18.6倍.制备的碳纳米管/聚酰亚胺材料是一种具有优良的热学、动态力学力学和介电性能性能的纳米复合材料.     

载荷对PTFE/AlSi10Mg复合材料摩擦磨损行为的影响

采用选区激光熔化(SLM)、浸渗和真空烧结工艺制备了以AlSi10Mg为基体的多孔骨架填充聚四氟乙烯(PTFE)的自润滑复合材料。采用往复式Bruker UMT-3摩擦试验机研究了速度为5mm/s、不同载荷下复合材料的摩擦磨损性能,并采用SEM、EDS等对其成分、结构以及摩擦学行为进行了研究。结果表明,复合材料的平均摩擦因数和磨损率随着载荷的增加呈现先增大后减小的趋势;复合材料的摩擦稳定性主要由存储在骨架中的PTFE决定。其摩擦机制主要是在载荷的作用下,当磨擦表面发生磨损时,骨架中的PTFE将磨屑捕获,形成完整的PTFE润滑层,并且发生膜的转移,从而增加了复合材料的摩擦学稳定性。     

热处理对30%SiCp/Al复合材料阻尼性能的影响

采用真空热压烧结法制备30%SiCp/2024Al复合材料以改善2024铝合金的阻尼性能，通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)等对复合材料热处理前后的微观组织进行了表征。采用动态热机械分析仪(DMA)研究其热处理前后的阻尼特性。结果表明：热压烧结制备的复合材料界面结合良好，无界面反应，存在许多粗大析出相颗粒，经热处理之后，纳米析出相弥散分布在基体中，可提高复合材料的阻尼性能。30%SiCp/Al复合材料的阻尼性能随温度和应变量的升高而增大，储能模量随温度和应变量的升高而降低。热处理态复合材料中大量弥散的纳米析出相颗粒增加了界面的数量，使界面阻尼增加。复合材料的阻尼机制为位错阻尼、晶界阻尼和界面阻尼。晶界阻尼对温度敏感，大量的界面、晶界可以明显改善复合材料的高温(大于250℃)储能模量，从而改善30%SiCp/Al复合材料的阻尼性能。     

SnO2包覆硼酸铝晶须增强铝复合材料高温拉伸性能研究

利用挤压铸造方法制备了SnO2涂覆硼酸铝晶须增强纯铝复合材料(晶须体积分数为20%),研究了涂层和复合材料的微观组织结构、界面反应,并对复合材料的高温拉伸力学性能进行了测试和分析。结果表明,SnO2涂层的引入改善了晶须增强铝基复合材料的界面状态,使得复合材料的拉伸强度随着温度的升高和涂层含量的增加先增加然后降低,当SnO2包覆涂层与晶须的质量比为1∶20时,晶须增强纯铝基复合材料的拉伸温度在300℃得到了最好的拉伸塑性。     

微-纳米SiC/聚丙烯复合材料的制备与力学性能

SiC具有优异的力学与功能性能,作为增强相,在复合材料领域具有广阔的应用前景.采用双螺杆挤出、注塑成型方法制备了微-纳米SiC/聚丙烯(PP)复合材料.分别采用硅烷(KH-550)和钛酸酯(NDZ-201)两种偶联剂对微米(10 ìm)和纳米(50 nm) SiC复合粉体进行表面处理,研究了偶联剂、SiC粉体粒度及添加量对SiC/PP复合材料的弯曲强度、冲击强度、弯曲模量、弹性模量和热变形温度的影响.结果表明,经KH-550/NDZ-201混合偶联剂改性的微-纳米SiC粉体共同增强PP材料的综合力学性能最好,其弯曲强度、冲击强度、弯曲模量、弹性模量和热变形温度比纯PP材料分别提高了40%,8.7%,141%,142%和33%.经钛酸酯改性的SiC/PP复合材料的力学性能优于硅烷和混合偶联剂(KH-550/NDZ-201)改性的SiC/PP复合材料.     

轧制变形对网状结构TiB_w/Ti复合材料组织与力学性能的影响(英文)

通过反应热压技术成功制备出网状结构TiB晶须增强纯钛(TiBw/Ti)复合材料。原位合成的TiB晶须分布在大尺寸Ti基体颗粒周围形成网状结构。这种新型的网状结构TiBw/Ti复合材料表现出优异的综合力学性能。为了进一步改善力学性能及指导后续塑形变形加工,研究这种新型复合材料的轧制变形行为。结果表明:由于基体的形变强化,这种新型TiBw/Ti复合材料的强度可以通过轧制变形得到有效的提高,并且强度水平随着变形量的增加而增加。其中,通过轧制变形,可以使8.5%TiBw/Ti复合材料的强度从842MPa提高到 1030 MPa。需要指出的是,随着变形量的增加,TiB晶须的断裂程度也增加,这一点对复合材料的力学性能是不利的。     

PTFE含量对FSP制备Ni/Al复合材料组织和性能的影响

采用搅拌摩擦加工(FSP)方法对添加不同聚四氟乙烯(PTFE)含量混合粉末(PTFE+Ni)制备Ni/Al复合材料。采用SEM、EDS、XRD及EPMA对复合区微观组织进行分析,采用室温拉伸试验对Ni/Al复合材料力学性能进行测试。结果表明:在一定范围内,随着PTFE含量的增加,Ni/Al复合材料的均匀性逐渐提高,且增强相生成量逐渐增加;当PTFE含量达到7%时,其拉伸强度达到233 MPa,较添加纯镍制备Ni/Al复合材料拉伸强度(163 MPa)提升了42.9%;当PTFE含量超过7%时,部分PTFE裂解放出大量的热量,使得Al与PTFE发生反应生成AlF_3和不同的铝化物,导致局部Al-Ni反应过程中Al含量不足,部分Ni未反生反应,减少了Al_3Ni金属间化合物生成物的数量,使得拉伸强度下降。     

The effect of thermal cycling on the mechanical properties of sic whisker reinforced magnesium alloy-based composites

The effect of thermal cyclings on mechanical properties at room and some elevated temperatures of SiC whisker-reinforced magnesium-matrix composites produced by squeeze casting and hot extrusion are clarified. Subsequent thermal cycling produces internal stress at the matrix/SiC whisker interfaces causing fatigue. The mechanical properties of composites are more influenced by the low thermal cycling of 298 K— 77 K than the high thermal cycling 673 K—298 K. The high thermal cycling of 673 K—298 K has only a slight affect on such mechanical properties as tensile strength and proof stress at temperatures lower than 473 K. However, at 473 K and 573 K, the thermal cyclings there almost no influence on the mechanical properties of SiC whisker reinforced AE42 alloy-matrix composites.     

Effect of antimony doped tin oxide on behaviors of waterborne polyurethane acrylate nanocomposite coatings

A multi-functional waterborne polyurethane acrylate (WPUA) nanocomposite coating was prepared through introducing the acrylate groups into the end of the polyurethane main chains and then modified by antimony doped tin oxide (ATO) nanoparticles by ultrasonic dispersion. Structural and morphological features of coatings were assessed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and a 3D measuring laser microscope. Performance of the coatings was evaluated using water resistance studies, thermogravimetric analysis (TGA), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and mechanical tests such as tensile strength, elongation at break. The data showed that the WPUA/ATO coatings possessed good mechanical properties and thermal stability. The UV-visible-near infrared (UV-VIS-NIR) spectra results suggested that the WPUA/ATO coatings could absorb near infrared radiation so that it would prevent heat transmission and heat diffusion effectively.     

外加载荷对镀锡层锡须生长行为的影响

首先研究了三种不同厚度镀锡层（3,5,13 μm）在相同试验条件（70℃时效24 h后室温放置60天）下的锡须生长情况,并在此基础上首次采用精密动态力学分析仪（DMA Q800）研究了精确控制相同载荷条件下拉、压两种外力对相同厚度镀锡层（3 μm）锡须生长行为的影响.结果表明,相同时效条件下,镀锡层越薄,锡须生长的可能性越大;相同的外加载荷和试验温度作用下,承受压力作用镀锡层,其表面锡须生长比承受拉力时生长更快,并且主要呈柱状生长.     

Dynamical properties of epoxy composites filled with quartz powder

The dynamical mechanical properties of epoxy composites filled with different amounts of quartz powder were investigated. The loss tangent and the storage Young’s modulus were measured at frequencies between 5 and 323 Hz with a tension–compression device, from room temperature up to 460 K. The glass transition temperature and the apparent activation energy increase with filler content. The dynamic modulus also increases with quartz powder percentages. Test frequency and temperature dependence of these results were analyzed within the scope of models presented in the literature for composite materials.     

弥散质点和SiC颗粒复合强化Al基复合材料 Ⅱ．性能和断裂特征

对机械合金化制备的Ａｌ_４Ｃ_３、Ａｌ_２Ｏ_３弥散质点和ＳｉＣ颗粒复合强化Ａｌ基复合材料进行了拉伸试验和断口分析，并测定了弹性模量和热膨胀系数．研究表明，在ＳｉＣ_ｐ／Ａｌ复合材料中引入弥散的Ａｌ_４Ｃ_３和Ａｌ_２Ｏ_３质点可以明显提高复合材料的室温和高温强度，随加入Ｃ含量的增加或Ａｌ粉氧化时间的加长，复合材料的强度提高．在Ａｌ_４Ｃ_３／Ａｌ复合材料的基础上加入ＳｉＣ颗粒可以提高复合材料的弹性模量并进一步降低其热膨胀系数．复合材料断口为大韧窝加细小韧窝的混合断口，随复合材料基体强度的增加，拉伸断口上断裂的ＳｉＣ颗粒数量增多．     

DISPERSOID AND SiC PARTICULATE STRENGTHENED Al COMPOSITES Ⅱ. PROPERTIES AND FRACTURE BEHAVIOUR

对机械合金化制备的Ａｌ_４Ｃ_３、Ａｌ_２Ｏ_３弥散质点和ＳｉＣ颗粒复合强化Ａｌ基复合材料进行了拉伸试验和断口分析，并测定了弹性模量和热膨胀系数．研究表明，在ＳｉＣ_ｐ／Ａｌ复合材料中引入弥散的Ａｌ_４Ｃ_３和Ａｌ_２Ｏ_３质点可以明显提高复合材料的室温和高温强度，随加入Ｃ含量的增加或Ａｌ粉氧化时间的加长，复合材料的强度提高．在Ａｌ_４Ｃ_３／Ａｌ复合材料的基础上加入ＳｉＣ颗粒可以提高复合材料的弹性模量并进一步降低其热膨胀系数．复合材料断口为大韧窝加细小韧窝的混合断口，随复合材料基体强度的增加，拉伸断口上断裂的ＳｉＣ颗粒数量增多．     

Studies on the reprocessability of poly(ether ether ketone) (PEEK)

Whilst demonstrating desirable mechanical properties, corrosion resistance and the ability to retain structural integrity over extended temperatures, PEEK (poly(ether ether ketone)) remains expensive, restricting broader usage. The reuse and recyclability characteristics of PEEK are therefore commercially important, where the most prevalent manufacturing process for PEEK is injection moulding. This study comments on the reprocessability of PEEK specifically applied to the injection moulding process, comparing the effect of repeated reuse on mechanical properties. Recycled PEEK retains its tensile properties through at least three moulding and regrinding cycles. XRD and DSC measurements confirmed that reused PEEK shows no degradation in crystallinity.