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。     

钛酸钾品须填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能研究

用钛酸钾晶须(PTW)对超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)进行填充改性,考察了复合材料的摩擦磨损性能,研究了其结晶情况,观察了磨损表面形貌并分析了其机理.结果表明随着PTW用量的增加,复合材料的硬度、结晶度以及维卡软化点都有所增大.PTW提高了复合材料的耐磨性,但摩擦系数有所上升.PTW的加入使得UHMWPE的磨损机理从黏着磨损和塑性变形改变成疲劳磨损和轻微的塑性变形,提高了其抗磨粒磨损的性能.     

金属/PES复合自润滑材料的制备及摩擦学性能研究

提出一种新金属/聚醚砜(PES)复合材料。用镶嵌、喷涂和机械共混-模压成型法制备了金属/PES复合自润滑材料。通过摩擦磨损实验对材料在干摩擦条件下的摩擦学性能进行了研究,考察载荷、转度对材料摩擦性能的影响;并用SEM对磨损表面进行了观察和分析,探讨了复合材料的磨损机制。结果表明,用镶嵌、喷涂和机械共混-模压成型法能制得摩擦学性能优良的复合材料;在干摩擦实验的载荷范围内,复合材料的摩擦因数和磨损量随转速的增加不断增大,随载荷的增加不断减小;复合材料的磨损机理发生了由犁削、磨粒磨损向黏着磨损的转变。     

偶联修饰纳米碳化硅/聚四氟乙烯基复合材料的摩擦磨损性能

通过冷压烧结法制备了聚四氟乙烯(PTFE)与钛酸酯和硅烷偶联剂修饰的纳米碳化硅(nano-SiC)复合材料,采用45#钢为摩擦对偶件的MM-200型摩擦磨损试验机,在室温干摩擦条件下测试了复合材料的摩擦学性能,用扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面进行了观察并分析了磨损机理。结果表明:纳米SiC的加入能提高PTFE复合材料的硬度和耐磨性;偶联修饰改善了复合材料的摩擦学性能;与硅烷相比,钛酸酯偶联修饰nano-SiC/PTFE复合材料的硬度和摩擦学性能更好。两种偶联修饰复合材料的表面磨损情况相似,主要表现为粘着磨损,而未经偶联处理nano-SiC的复合材料在粘着磨损的同时出现了疲劳磨损。     

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.     

GF增强PA6复合材料的力学与摩擦性能研究

采用熔融共混法制备玻璃纤维(GF)增强尼龙(PA)6复合材料,研究了GF含量对PA6/GF复合材料力学性能和摩擦性能的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的磨损机理进行分析.结果表明,GF显著影响复合材料的力学性能和摩擦性能,GF质量分数为15%时增强效果较好,PA6/GF复合材料的缺口冲击强度比纯PA6提高5倍,摩擦因数降低43%,磨损量减少33%.GF含量较低时,PA6/GF复合材料的磨损以磨粒磨损和粘着磨损为主,含量较高时则主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损.     

纳米、微米ZnO对PPESUK复合材料性能的影响

用热压成型法制备了纳米、微米ZnO填充联苯型聚醚砜酮(PPESUK)复合材料;考察了复合材料的显微硬度和弯曲强度;并研究了干摩擦条件下纳米、微米ZnO对复合材料摩擦磨损性能的影响。利用扫描电子显微镜观察分析PPESUK／ZnO复合材料磨损表面形貌及磨损机理。结果表明,在干摩擦条件下纳米ZnO填充PPESUK的转移膜不完整,致使对偶钢环对复合材料表面产生严重的犁削;而微米ZnO填充PPESUK的主要磨损机理是严重的磨粒磨损。     

纤维增强PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

分别以玻璃纤维(GF)与碳纤维(CF)作为增强体制备了纤维增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。利用MM-200型摩擦磨损试验机研究了GF/PTFE和CF/PTFE复合材料的摩擦磨损性能,以及不同体积分数的纤维增强体、不同载荷与滑动速度对复合材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明:GF与CF的引入有效地提高了复合材料的摩擦磨损性能,随纤维体积分数的增加,复合材料的摩擦因数逐渐增加;另外,随载荷的增加,复合材料的摩擦因数亦逐渐降低,但磨损率增大。     

不同温度下PTFE纳米复合材料摩擦学性能的研究

用高温气氛摩擦磨损试验机研究了温度对聚四氟乙烯(PTFE)纳米复合材料摩擦学性能的影响,并用扫描电子显微镜对PTFE纳米复合材料的磨损表面进行了微观分析.结果表明,填充纳米氧化铝(nano-Al2O3)提高了PTFE纳米复合材料的耐磨损性能,纯PTFE和PTFE/nano-Al2O3复合材料的耐磨损性能均随着温度的升高而降低,摩擦系数也随着温度的升高而降低;纯PTFE的磨损机理为粘着磨损,而PTFE/nano-Al2O3复合材料的磨损机理为磨粒磨损和黏着磨损共同作用.     

超高分子量聚乙烯纤维/有机玻璃复合材料摩擦磨损性能研究

用真空浸渍法成功制备出了超高分子量聚乙烯纤维／有机玻璃(UHMWPE／PMMA)复合材料，并对基体材料PMMA，单向超高分子量聚乙烯纤雏／有机玻璃复合材料以及三维编织超高分子量聚乙烯纤维／有机玻璃(即UHMWPE3D／PMMA)复合材料的摩擦磨损性能进行了研究。实验证明UHMWPE／PMMA复合材料具有优良的摩擦磨损性能。经过纤维增强的复合材料的摩擦磨损性能优于基体材料，三维编织纤维增强的复合材料其磨损远小于单向纤维增强的复合材料，但其摩擦系数没有显著变化。     

金属塑料复合材料减振耐磨性能的试验研究

阐述了45#钢与尼龙66(PA66)的优点与不足,提出一种金属塑料复合材料.首先论述了这种金属塑料复合材料的制备过程,然后进行了摩擦、磨损试验与振动试验,并用相同尺寸的45#钢作对比试验.摩擦、磨损试验结果表明:复合材料的摩擦因数高于45#钢的摩擦因数,稳定摩擦出现较早;相同时间内,复合材料的磨损体积远低于45#钢.振动试验结果表明:相同振源的条件下,复合材料的振动频率比45#钢的振动频率减小5%～10%.试验结果表明复合材料的综合性能明显提高.     

陶瓷粉增强HDPE复合材料干摩擦性能

采用熔融共混注射法制备了陶瓷粉/高密度聚乙烯复合材料;研究了不同陶瓷粉加入量的复合材料在干摩擦(50、110 N)条件下的摩擦系数及磨损率,测试了复合材料的硬度及热稳定性能,并利用扫描电镜观察了陶瓷粉与基体的界面形貌及磨损表面形貌。结果表明:陶瓷粉的加入改善了复合材料的干摩擦性能;当陶瓷粉加入量为20%、载荷为110 N时,复合材料的摩擦系数比未添加陶瓷粉的高密度聚乙烯增大了11. 5%,而磨损率降低了38. 8%;复合材料的磨损机理由纯高密度聚乙烯的粘着磨损(50 N)或粘着磨损和疲劳磨损共存转变为磨粒磨损(110 N)。复合材料干摩擦性能的改善是由于陶瓷粉与基体具有良好的界面结合,陶瓷粉提高了复合材料的硬度及热稳定性。     

玄武岩纤维增强聚苯硫醚复合材料摩擦磨损性能的研究

使用玄武岩纤维(BF)作为增强体制备了BF增强聚苯硫醚(PPS)复合材料,研究了BF增强PPS复合材料的摩擦磨损性能,以及不同体积分数的BF增强体、不同载荷与滑动速度对复合材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明,引入BF能有效地提高了复合材料的摩擦磨损性能,复合材料的摩擦因数随BF体积分数的增加逐渐提高;复合材料的摩擦因数随载荷的增加逐渐降低,但磨损率增大。     

PHB与纳米Cu对PTFE/GF复合材料摩擦学性能的影响

考察了聚苯酯(PHB)与纳米铜(Cu)协同改性对聚四氟乙烯/玻纤(PTFE/GF)复合材料摩擦磨损性能的影响,探讨了复合材料的磨损表面形貌及磨损机理.结果表明,当PHB质量分数为6％时,PTFE/GF/PHB复合材料的摩擦因数最低,达到0.175,但磨损率较大,为6.84×10-6mm3/(N·m).在此基础上,采用PHB与纳米Cu复合改性PTFE/GF复合材料,当纳米Cu质量分数为0.3％和PHB质量分数为6％时,复合材料的摩擦学性能最佳,摩擦因数为0.194,磨损率仅为1.60×10-6mm3/(N·m).纳米Cu的加入使复合材料的摩擦因数能较早达到平稳阶段.SEM分析表明,PTFE/GF复合材料表现为严重的磨粒磨损,磨损表面出现深且宽的犁沟;与PTFE/GF复合材料相比,PTFE/GF/PHB复合材料磨粒磨损得到极大改善,磨粒磨损程度大大减小;PTFE/GF/6％ PHB/0.3％纳米Cu复合材料的磨损面更加光滑平整,表现为极轻微的磨粒磨损,耐磨性最好.     

芳纶浆粕增强丁腈橡胶复合材料的摩擦磨损性能

利用开炼机制备了丁腈橡胶(NBR)/芳纶浆粕(PPTA-pulp)复合材料。研究了在干摩擦和水润滑条件下,纤维含量、摩擦时间以及载荷对NBR/PPTA-pulp复合材料摩擦磨损性能的影响,并分析了磨损机理。结果表明,芳纶浆粕的加入能够很好地改善复合材料的力学性能和摩擦磨损性能,在相同条件下,当纤维质量分数为20%时,复合材料的综合性能最佳;在干摩擦条件下,随着摩擦时间延长,复合材料的摩擦系数下降,磨耗量增大;随着载荷增加,摩擦系数和磨耗量增大;水润滑条件下,复合材料的摩擦系数和磨耗量较干摩擦大幅度降低且比较稳定,时间和载荷对其影响很小;干摩擦时,复合材料的磨损机理主要为磨粒磨损和疲劳磨损;水润滑时,主要为轻微磨粒磨损。     

微米及纳米碳黑改性PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

用冷压成型法制备了纳米、微米碳黑填充PTFE基复合材料,考察了复合材料的硬度,并研究了干摩擦条件下纳米、微米碳黑对复合材料摩擦磨损性能的影响,用扫描电镜观察分析了复合材料磨损表面形貌及磨损机理。     

不同填料对PTFE复合材料力学性能和摩擦学性能的影响

为探索不同填料及其含量对往复压缩机密封件用聚四氟乙烯(PTFE)复合材料力学性能和摩擦学性能的影响,采用微机控制电子万能试验机和立式万能摩擦磨损试验机检测不同玻璃纤维、石墨和碳纤维含量的PTFE复合材料力学性能和磨损性能。并采用扫描电子显微镜(SEM)对摩擦磨损试样表面的微观形貌进行分析。结果表明:添加石墨以及一定含量以上的玻纤和碳纤,会降低PTFE复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。复合材料的磨损量随着玻纤含量的增加而提高,石墨和一定含量内的碳纤使复合材料的磨损量下降。在摩擦过程中,磨粒磨损与黏着磨损并存,不添加碳纤,只含石墨和玻纤的复合材料以磨粒磨损为主,而添加碳纤维,同时含玻璃纤维和石墨的复合材料以黏着磨损为主。随着玻纤和碳纤的增加,复合材料的硬度逐渐增加,而石墨的加入会降低复合材料的硬度。     

酸化MWCNTs填充EP/BF复合材料的摩擦磨损性能

将多壁碳纳米管(MWCNTs)进行酸化处理并填充到环氧树脂(EP)/玄武岩纤维(BF)复合材料中,制备了一种新型酸化MWCNTs填充EP/BF复合材料。研究了酸化MWCNTs对EP/BF复合材料摩擦磨损性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了MWCNTs酸化前后表面官能团的变化,使用摩擦磨损机测试了酸化MWCNTs填充EP/BF复合材料的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的磨损表面的微观形态进行了表征。结果表明,酸化MWCNTs能够有效地提高EP/BF复合材料的摩擦磨损性能。在EP/BF复合材料中填充质量分数为1.5%的酸化MWCNTs,能够使EP/BF复合材料的摩擦系数降低28.57%,磨损率降低51.37%。     

偶联修饰纳米蒙脱土/超高分子量聚乙烯基复合材料的摩擦磨损性能

通过模压烧结法制备了超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)与硅烷(silane,s)和钛酸酯(titanate,t)偶联剂修饰的纳米蒙脱土(nano-montmorillonite,nano-MMT)复合材料,nano-MMT含量由0到15%(质量分数,下同).采用45#钢为摩擦对偶件的往复滑动式摩擦磨损试验机,在室温干摩擦条件下测试了复合材料的摩擦学性能,实验条件为:接触压力P=8.0 kN、滑动速度v=1.8 m/min、时间t=3 h;用扫描电镜观察了复合材料磨损表面的形貌并分析了磨损机理.结果表明:随nano-MMT含量的增加,偶联修饰的nano-MMT/UHMWPE复合材料的硬度、摩擦系数和磨损率增加;偶联修饰改善了复合材料的摩擦学性能;与钛酸酯相比,硅烷偶联修饰nano-MMT/UHMWPE复合材料的硬度和摩擦学性能更好.用5%硅烷偶联修饰的nano-MMT,5%钛酸酯偶联剂修饰的nano-MMT和5%nano-MMT增强的UHMMPE复合材料的摩擦系数μ、摩擦温度θ、磨损率W分别为:μs=0.124,μt=0.135,μ=0.180;θs=92℃,θt=96 ℃,θ=94 ℃;Ws=4.25×10-7 mm3/(N·m),Wt=6.31×10-7 mm3/(N·m),W=18.80×10-7 mm3/(N·m);两种偶联修饰复合材料的表面磨损情况相似,含5%nano-MMT的复合材料主要表现为粘着磨损,而含15%nano-MMT的复合材料主要表现为表层和亚表层的脆性疲劳断裂.     

硫酸钙晶须改性聚四氟乙烯的摩擦磨损性能研究

以硫酸钙晶须(CSW)作为填料填充改性聚四氟乙烯(PTFE),采用模压成型烧结工艺制备了不同CSW含量的PTFE复合材料;利用摩擦磨损试验机研究了偶联剂改性CSW和未改性CSW对PTFE复合材料摩擦学性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对PTFE复合材料的磨损表面进行了微观分析。结果表明:随着CSW用量的增加,PTFE复合材料的硬度和摩擦因数逐渐增大,磨损量先减小而后增大;相对于未改性CSW,偶联剂改性CSW填充PTFE复合材料具有较低的摩擦因数和较高的耐磨损性能。