碳纳米管/石墨烯增强聚酰亚胺树脂性能研究

分别采用碳纳米管和石墨烯对聚酰亚胺树脂进行增强,并制备了模塑拉伸试样和拉剪试样。测试试样在不同温度下的拉伸、剪切性能,并通过SEM观察断口形貌,对材料微观结构进行分析。结果表明,添加增强材料后树脂的拉伸性能和界面结合能力均有所提高。与纯净树脂试样相比,添加石墨烯的试样室温下拉伸强度和300℃下剪切强度分别提升10.42%和41.03%。     

含石墨烯润滑油多孔聚酰亚胺摩擦学行为研究

多孔聚酰亚胺（PI）可以在孔隙中储存润滑油,当多孔PI作为摩擦壁面时孔隙内的润滑油会渗出实现润滑。为实现更优异的润滑效果,将石墨烯润滑油渗入多孔PI中,制备含石墨烯润滑油多孔PI。以氮化硅（Si3N4）为摩擦副,基于分子动力学原理建立Si3N4-多孔PI-Si3N4层结构以及多孔含油聚酰亚胺（PI/C）-润滑油膜-Si3N4层结构,模拟多孔PI与Si3N4之间的范德华能、剪切应力、相对浓度分布以及温度分布,分析石墨烯润滑油渗入后形成的含石墨烯润滑油多孔PI结构(PI/CG)对多孔PI润滑性能的影响,并通过试验验证了仿真结果。研究发现：在PI孔隙中浸入石墨烯润滑油后,PI材料的吸附能力变强、剪切应力减小、摩擦副间温度降低以及耐磨性提高;PI/CG可明显改善润滑效果,在摩擦磨损试验过程中的摩擦学性能优于PI/C。     

小孔径窄分布型多孔聚酰亚胺保持架材料的制备及性能

采用冷压-烧结工艺制备小孔径窄分布型多孔聚酰亚胺保持架材料,对该材料的微孔结构、拉伸强度、邵氏硬度、摩擦学性能、含油性能、跑合性能进行试验研究,结果表明:多孔聚酰亚胺保持架材料孔隙率为17.3％时,材料的孔直径为1.08μm,孔占比达到70.1％,拉伸强度为78.3 MPa,含油保持率为94.9％,均比传统材料优异;该...     

石墨烯改性MS密封胶的制备和性能研究

以石墨烯作为增强材料制备了石墨烯/MS密封胶,研究了制备工艺、石墨烯的表面处理及含量对MS密封胶的性能影响规律。结果表明,石墨烯与基体树脂的预混合及SDBS处理对MS密封胶的改性效果最佳,随着石墨烯含量的增加,MS密封胶的力学强度、粘结性能、压缩回弹性能、导电性能、耐介质性能等均获得有效改进,且在石墨烯含量1.5wt%时材料具有最佳的机械力学性能。     

热塑性聚酰亚胺多孔材料制备及表征

采用添加造孔剂法制备聚酰亚胺多孔材料,考察造孔剂含量对微孔结构、材料力学和摩擦性能的影响,利用扫描电镜(SEM)分析材料微孔结构和磨损特征。结果表明:造孔剂的加入有效增大孔径,提高含油率,从而改善材料摩擦磨损性能。随着平均孔径增大,其拉伸强度有一定程度的降低。可通过调节造孔剂含量来控制多孔材料的性能。     

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。     

碳纳米管填充多孔聚合物材料含油性能研究

基于碳纳米管所特有的表面效应、管状结构以及极高的力学强度,将碳纳米管引入到多孔聚合物材料中,采用冷压烧结方法成功制备出不同碳纳米管含量的多孔聚酰亚胺聚合物材料,并对聚合物材料的孔隙性能、微观结构和含油性能进行研究。结果表明:碳纳米管的加入对多孔聚合物材料的孔隙率有一定的提高,填充碳纳米管的多孔聚酰亚胺聚合物材料孔隙率最高达到了42.2%;碳纳米管可以粘附在聚酰亚胺微球表面,有助于提高聚合物孔隙表面的吸附性能;与不含碳纳米管的多孔聚合物材料相比,添加碳纳米管后材料的含油率和含油保持率有较大的提高。     

蒙脱土/聚酰亚胺复合材料摩擦磨损性能研究

通过原位聚合法制备蒙脱土/聚酰亚胺纳米复合材料,考察蒙脱土含量对复合材料摩擦性能、力学性能以及热稳定性的影响, 并用扫描电子显微镜观察分析复合材料磨损表面,分析磨损机制。结果表明：蒙脱土的加入能够改善复合材料的热稳定性;随着蒙脱土含量的增加,复合材料的拉伸强度呈现下降的趋势,但弹性模量有显著的增加;添加适量的蒙脱土,可以有效地改善聚酰亚胺复合材料的摩擦学性能;随着蒙脱土含量的增加,聚酰亚胺复合材料的磨损机制由黏着磨损转变为磨粒磨损。     

多孔聚酰亚胺保持架材料微孔性能的影响因素

采用冷压-烧结成型工艺制备多孔聚酰亚胺保持架材料,利用高压孔隙结构仪测试多孔材料微孔参数,研究原材料、聚四氟乙烯含量、压制成型工艺及烧结成型工艺等不同因素对多孔材料微孔性能的影响,结果表明：聚酰亚胺粉粒径减小,材料微孔直径减小,孔隙率增大;聚酰亚胺粉平均分子量增大,材料微孔直径和孔隙率均减小;聚四氟乙烯含量增加,材料微孔直径和孔隙率先增大后减小,当聚四氟乙烯含量为20%时,材料微孔直径和孔隙率达到最大值;单位面积成型压力增大,材料微孔直径、孔隙率急剧减小,成型压力大于20 MPa后减小缓慢;随保温时间增加,材料微孔直径先减小后增大,孔隙率先增大后减小,可选择合适的保温时间,使材料微孔直径及孔隙率达到最佳。     

不同石墨烯添加量下MoS2基复合涂层的摩擦磨损及耐腐蚀性能

为改善MoS2基固体润滑涂层的摩擦磨损性能和耐蚀性能,制备了不同石墨烯（GE）添加量的MoS2复合涂层,利用HSR-2M摩擦磨损试验机测试了复合涂层的摩擦磨损性能,并分析了其磨损机理,通过极化曲线、交流阻抗谱（EIS）研究了涂层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。试验结果表明,0.8-GE/MoS2复合涂层的摩擦磨损和耐腐蚀性能最优,其平均摩擦因数和磨损率分别为0.232和2.379×10-13 m3/(N·m),较未添加石墨烯的MoS2涂层分别降低了49.56%和43%,腐蚀速率（1.96×10-8 A/cm2）较纯MoS2涂层（5.54×10-6 A/cm2）降低了近2个数量级。石墨烯的二维片状结构具有良好的自润滑性能,在涂层中均匀分布时能有效阻隔腐蚀介质的渗透,因此,石墨烯的添加提高了MoS2基复合涂层的摩擦学性能和耐腐蚀性能,石墨烯的最优添加量为0.8%（质量分数）。     

热塑性聚酰亚胺多孔材料制备工艺的探讨

以热塑性聚酰亚胺多孔材料制备工艺为研究对象,考察主要工艺参数（冷压压力、烧结温度及保温时间）对多孔材料关键指标（含油率和油保持率）的影响;采用反向传播神经网络（BPNN）和径向基神经网络（RBFNN）,建立其油保持率预测模型,分别考察了Levenberg-Marquardt算法和拟牛顿算法优化网络模型的运算量和精度。结果表明：随着压力、温度和时间的提高,材料孔隙率降低,从而含油率呈现下降趋势;而油保持率由材料孔径和孔隙率共同决定,正交实验表明其与工艺参数关系较复杂;同时RBFNN模型因采用径向基函数,在小输入量范围内可产生高响应,为此,更适合热塑性聚酰亚胺多孔材料冷压烧结工艺特点。     

不同增韧剂对稻壳粉/PLA复合材料的性能影响

以稻壳粉与聚乳酸(PLA)为原料,分别添加不同含量的白炭黑和纳米碳酸钙作为增韧剂,通过模压成型的方法制备木塑复合材料;通过电子万能试验机等设备测试了其力学性能、吸水性能,研究了增韧剂种类及其含量对PLA复合材料的影响。结果表明,相较于白炭黑,CaCO3是比较好的增韧剂,能有效地提高材料的拉伸、弯曲和冲击强度并降低吸水率。且当CaCO3含量为9%时,材料的各项性能最佳。     

石墨共混改性热塑性聚酰亚胺梯度复合材料干摩擦磨损性能

采用叠层法制备石墨/热塑性聚酰亚胺梯度复合材料,用电子万能试验机、扫描电子显微镜以及MPX-2000型摩擦磨损试验机研究其力学性能、干滑动下的摩擦磨损性能及磨损机制,并与机械共混法制备的均质复合材料进行比较。结果表明:梯度材料各梯度层结合良好,相邻两梯度层之间形成了过渡层,层间界面消失,性能呈梯度分布;干摩擦条件下,梯度复合材料的摩擦磨损性能优于相同石墨含量的均质材料;梯度材料的磨损机制是微切削磨损、表面剥落和磨粒磨损的综合作用。     

液晶润滑碳化硅/聚酰亚胺配副体系摩擦性能初探

为探究液晶作为润滑剂对碳化硅/聚酰亚胺配副体系的润滑效果以及影响系统减摩性能的因素,分别选用单分子液晶4-氰基-4′-戊基联苯（5CB）和质量分数90% 5CB-10% 4′-氰基-(1,1′-联苯)-4-基4-乙基环己烷-1-羧酸酯（2CEPPN）混合液晶作为润滑剂,使用UMT-3微摩擦试验机对碳化硅/聚酰亚胺配副体系进行摩擦学性能测试。试验结果表明：单分子液晶和混合液晶作为润滑剂,对碳化硅/聚酰亚胺配副体系都具有较好的减摩效果,甚至可以达到超滑状态,其中混合液晶比单分子液晶具有更好的减摩效果;混合液晶在低载荷及较高转速下可以获得良好的减摩效果,并且能使碳化硅/聚酰亚胺配副体系在较长时间里实现超滑行为。     

原位聚合法制备PMMA/钕铁硼粘结磁体的力学与磁性能

采用原位聚合工艺在钕铁硼磁粉表面生成了聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)粘结剂,并制备出了PMMA/钕铁硼粘结磁体;用红外光谱对聚合产物进行了分析,用扫描电镜、邵氏硬度计、拉伸试验机、磁性自动测量仪等对粘结磁体组织、硬度、力学性能和磁性能进行了分析测试,研究了磁粉含量对磁体力学和磁性能的影响.结果表明:磁粉含量对聚合产物结构...     

石墨烯作为轧钢机轴承润滑脂添加剂的研究*

为改善轧钢机轴承用润滑脂的性能,采用不同质量分数的石墨烯对润滑脂进行了改性,测定各润滑脂样品的锥入度和滴点,使用四球摩擦试验机研究石墨烯对润滑脂摩擦学性能的影响,使用扫描电子显微镜、白光干涉仪和拉曼光谱仪等分析石墨烯在润滑脂中的减摩抗磨机制。结果表明:石墨烯作为添加剂能提高润滑脂的滴点和改善润滑脂的极压性能以及减摩抗磨性能。当石墨烯质量分数为0.2%时,对润滑脂极压性能的提升效果最好,表现为烧结负荷和综合磨损值最大,较基础脂分别提高了29.0%和24.0%;当石墨烯质量分数为0.3%时,对润滑脂减摩抗磨性能的提升效果最好,摩擦因数和磨斑直径较基础脂润滑时分别下降了22.4%和13.0%,磨损体积减少了43.0%,且最大无卡咬负荷提高了21.2%。石墨烯在摩擦过程中,吸附在摩擦表面,形成保护薄膜阻止了摩擦副材料的直接接触,减少了磨损,同时提高了润滑脂的承载能力。     

凝胶注模成型和机械发泡工艺制备多孔硅酸锆陶瓷的显微结构和抗压性能

以工业锆英砂为原料,以体积分数0.1%~0.5%十二烷基硫酸三乙醇胺的表面活性剂水溶液(Surf-E)为发泡剂,采用凝胶注模成型和机械发泡工艺相结合的方法制备了多孔硅酸锆陶瓷;用流变仪、X射线衍射仪、扫描电镜、材料试验机等手段表征了锆英砂浆料的流变性和多孔硅酸锆陶瓷的物相、断口形貌及抗压性能。结果表明:加入体积分数0.5%发泡剂(Surf-E)和质量分数0.2%增稠剂(CMC)浆料的流变性能最好;高温烧结后,多孔陶瓷的主要晶相为正方结构的ZrSiO4相和少量单斜结构的ZrO2相,气孔接近球状,平均尺寸为100μm,孔壁粗糙不平,多孔陶瓷的密度为1.83g·cm-3,显气孔率为54.3%,抗压强度为24.6 MPa。     

球形多孔高温合金材料的制备与性能

采用含有机物的镍基高温合金原粉,用粉末烧结法制备了球形多孔高温合金材料.利用扫描电镜观察试样的显微组织,利用Instron电子拉伸试验机测试试样的抗压强度.结果表明:试验条件下该材料的最佳烧结工艺是烧结温度1 200 ℃、保温时间1 h随炉冷却;其孔隙分布均匀,孔径大小一致;其素坯通过高温烧结,骨架处的金属颗粒之间产生了烧结颈,形成了烧结结合;其孔隙率随造孔剂(尿素)含量的增加而增加,当造孔剂含量为40%时,可得到孔隙率为81.62%的多孔材料.该材料具有优良的能量吸收性能,其压缩性能随孔隙率和孔径的增加而下降.     

基于AdvantEdge的石墨烯/Al-15Si-4Cu-Mg复合材料切削力研究

采用球磨法将原料充分混合后,经热压烧结制备石墨烯增强的Al-15Si-4Cu-Mg多元金属基复合材料。通过实验验证和有限元仿真的方法,探究石墨烯质量分数分别为0.25%和0.5%时石墨烯/Al-15Si-4Cu-Mg复合材料的切削力特性,分析切削参数对切削力的影响,研究石墨烯含量变化对切削力幅值波的影响。研究发现:有限元软件AdvantEdge建立的铣削模型与实验结果测得切削力变化趋势一致,说明运用AdvantEdge软件进行的三维铣削仿真与实际铣削加工过程相似。当石墨烯含量为0.5%时的切削力幅值高于石墨烯含量为0.25%的切削力幅值,且切削力波动相对较小。     

改性碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能

采用双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(Si69)和乙烯基三乙氧基硅烷(A151)对PAN基碳纤维(CF)进行表面改性处理,利用SEM、FTIR、EDX对改性前后的CF进行表征,测量接触角和表面能、力学性能和界面性能;通过湿法成形技术,制备不同改性CF增强聚酰亚胺纸基摩擦材料,并测试其孔隙率和摩擦学性能。结果表明:与未改性CF相比,Si69和A151能够有效地增加CF表面粗糙度,且新基团的引入使接触角变小,提高了CF表面活性,改善了纤维与树脂之间的结合力,使得A151-CF表面能增加了37.3%,Si69-CF表面能增加了109.4%,A151-CF/聚酰亚胺复合材料界面性能增加了19.1%,Si69-CF/聚酰亚胺复合材料界面性能提高了45.3%;相比未改性CF,Si69改性CF使纸基摩擦材料孔隙率下降了20.2%,A151改性CF使纸基摩擦材料孔隙率下降了8.8%;表面改性CF能够提高纸基摩擦材料的摩擦学性能,其中Si69改性CF增强纸基摩擦材料摩擦学性能优于A151改性CF增强纸基摩擦材料。