纳米TiO 2填充酚醛树脂基摩擦材料摩擦磨损机制

考察纳米TiO 2填充酚醛树脂基摩擦材料在不同载荷和温度下的摩擦磨损性能,采用电子显微镜分析摩擦表面的微观形貌,采用粗糙度仪考察摩擦表面的粗糙度.结果表明:与添加微米TiO 2的摩擦材料相比,添加纳米TiO后,摩擦材料的韧性提高了22%,摩擦因数更加平稳;在300和350℃高温下磨损率分别降低了32%和22%,且摩擦材料磨损表面更致密平整.     

钛酸钾晶须增强聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损机制的研究

研究了钛酸钾晶须(PTW)对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料力学及摩擦学性能的影响,并与碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)的填充效果进行了比较.结果表明:加入PTW后,PTFE的硬度、冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、压缩强度及耐磨性能比纯PTFE的分别约提高了10%、30%、20%、15%、20%和300倍;PTW/PTFE的耐磨性能要优于GF/PTFE及CF/PTFE.SEM研究表明: PTW/PTFE的内部结构比GF/PTFE及CF/PTFE的均匀致密,具有显微增强效果;PTW/PTFE的磨损面比GF/PTFE及CF/PTFE的要平整,其转移膜也较GF/PTFE及CF/PTFE的更为均匀、连续、致密.     

SiCp增强铝基复合材料与Kevlar增强摩擦材料摩擦副摩擦磨损机理研究

采用盘销式摩擦磨损试验机，对SiCp含量为20vol％的铝基复合材料和Kevlar增强摩擦材料组成的摩擦副在于摩擦条件下的摩擦磨损机理进行了实验研究。结果表明：摩擦副在跑合过程中，铝基复合材料中的SiCp颗粒对较软的有机复合材料产生犁削和微观切削效应，磨损机理为铝基复合材料的硬质颗粒对较软的有机复合材料的磨粒磨损；在跑合后的磨损试验中，摩擦材料磨损表面呈现出粘着磨损和塑性变形特征，随着转动速度的增加，塑性流动加剧；摩擦副接触表面发生材料的相互转移，并在铝基复合材料表面形成转移膜，且在较高速度下转移膜更易形成；在高速条件下，摩擦材料表面可见从铝基复合材料的铝合金基体中脱离的SiCp颗粒和熔融迹象；摩擦材料的磨损机理主要为磨粒磨损、粘着磨损和塑性变形。     

复合改性酚醛树脂对制动摩擦材料性能的影响

为了提高酚醛树脂（PF)的耐热性能,采用硼酸、桐油、有机化蛭石对其进行了纳米改性、有机物改性和无机物改性相结合的复合改性。对改性树脂进行FTIR和热重分析。结果表明：采用硼酸、桐油改性PF后硼元素及桐油己经插入PF分子链中,使树脂的耐热性能得到提高,而添加适量的有机蛭石,明显提高PF的耐热性能和耐高温性能,其起始热分解温度比未改性树脂提高了40~50 ℃;复合改性的酚醛树脂能提高摩擦材料在高温下摩擦因数的稳定性,降低磨损率,能有效避免摩擦磨损性能的热衰退。     

微型汽车离合器摩擦材料磨损机制的研究

根据定速式摩擦试验机GB/5763-98国家试验标准,设计了适合研究微型汽车摩擦材料摩擦性能的小样试验;对试验数据进行分析,通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜(SEM)分析等手段,对材料的磨损量的变化情况及摩擦面工作层的形成进行分析。结果表明:微型汽车离合器的滑动磨损行为分为轻微磨损和严重磨损,轻微磨损摩擦表面比较粗糙,而严重磨损摩擦表面相对光滑或摩擦噪声明显;轻微磨损以氧化磨损、磨粒磨损为主,伴随着黏着磨损,严重磨损以由严重塑性变形引起的磨损和黏着磨损、磨粒磨损为主。     

纤维状坡缕石等混合增强酚醛树脂基制动摩擦材料的制备

选用纤维状坡缕石、针状硅灰石、Kevlar纤维、钢纤维混杂作为增强组分,制备出酚醛树脂基制动摩擦材料,对其摩擦因数、磨损率和冲击强度等进行了研究。结果表明：该材料摩擦因数适宜,一般保持在0．35～0．50之间,且随温度的变化波动较小;其耐磨性能较好,特别是在高温条件下磨损率小;其冲击强度满足国标GBn257—1986的要求。     

纳米氧化锌填充丁腈橡胶摩擦磨损机制研究

利用机械共混与热模压工艺制备四针氧化锌与纳米氧化锌填充丁腈橡胶(NBR),采用硫化仪和硬度仪分析2种氧化锌填充NBR材料的特性,采用CFT-I型多功能表面综合测试仪研究其在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,采用三维形貌仪、SEM/EDS联用对磨损后橡胶表面进行分析,探讨氧化锌在NBR中的摩擦磨损机制。结果表明:与四针氧化锌相比,添加纳米氧化锌可使胶料的焦烧时间与正硫化时间缩短,且可使胶料密度和硬度增大;添加纳米氧化锌的胶料表现出优异的耐摩擦磨损性能,与添加四针氧化锌的胶料相比,其磨损量减少了45.8%,平均摩擦因数降低了2.4%;摩擦过程中纳米氧化锌磨屑堆积能够抵抗外界载荷压入胶料表面,致使摩擦因数存在骤然减小现象;含纳米氧化锌胶料磨损机制为磨料磨损与轻微的黏着磨损,而含四针氧化锌胶料的磨损机制为严重的磨粒磨损与黏着磨损。磨损表面元素分析表明,纳米氧化锌在胶料中Zn元素分布得更为均匀,在摩擦过程形成了致密摩擦膜。     

一种铝基复合材料制动盘用树脂基摩擦材料

研制了一种适用于铝基复合材料制动盘的树脂基摩擦材料,测试了其物理力学性能及摩擦磨损性能。结果表明：所研制的摩擦材料具有较好的物理力学性能,各项指标达到了相应的技术要求;与用于铸铁制动盘的摩擦材料相比,具有更高的摩擦因数,更小的磨耗,制动力矩曲线平稳,能更好地适应铝基复合材料制动盘。另外,台架试验结果表明：摩擦副的摩擦磨损性能能够满足200km／h高速列车的要求。     

SiCp／Al有机摩擦材料摩擦磨损特性研究

对２０％Ｖｏｌ ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料与有机摩擦材料组成的摩擦副的摩擦磨损特性进行了试验研究。试验表明：该摩擦副在不同的速度情况下都具有平稳的摩擦系数。摩擦系数在一定速度范围内随速度增加而减小，而在超过一定速度后随速度增加而增大。对摩擦系数随速度变化的机理进行了讨论。     

孔隙率对树脂基摩擦材料的性能研究

通过模压成型工艺制备不同孔隙率的树脂基摩擦材料,研究孔隙率对其力学性能及无润滑条件下摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着孔隙率的增加,摩擦材料内抗剪强度和压缩强度降低,表面粗糙度大幅度增加;不同温度下摩擦材料摩擦因数随孔隙率呈现出不同的变化趋势,低温下摩擦因数随着孔隙率的增加先增大后减小,高温下摩擦因数则是先降低而后增大,而孔隙率对中温摩擦因数影响不明显;孔隙率较低的摩擦材料具有较高且稳定的摩擦因数及低的磨损率。     

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。     

The Effect of Applied Load on Tribological Behaviors of Potassium Titanate Whiskers Reinforced PEEK Composites Under Water Lubricated Condition

The tribological behavior of potassium titanate whiskers (PTW) reinforced polyetheretherketone (PEEK) composite has been investigated using the pin-on-disk configuration at different applied loads under water lubricated condition. It was found that the incorporation of the PTW into PEEK would achieve high wear resistance and low friction coefficient at low load. When the applied load increased up to 4 MPa, only the composite filled with 5 wt% PTW showed a significant improvement in the frictional reduction and wear resistance; on the contrary, a rapid increasing of the friction coefficient was observed for the composites of high PTW content. In the meantime, the severe wear loss occurred along with the sharply increasing temperature. This sudden deterioration of the wear resistance should be attributed to the change of the wear mechanism. The main wear mechanism of mild fatigue for the neat PEEK and mild abrasive wear for the 5 wt% PTW filled composite did not alter with the rising of the load. In this case, no transfer film could be detected on the counterpart surface. However, for the high PTW filled composites, the wear mechanism changed from the mild abrasive wear at low applied load to the severe fatigue wear at high load. Large amounts of wear debris were generated by the fatigue-delamination of the composite surface. And then, the debris served as third-body abrasives during the subsequent sliding process and the wear mechanism changed to severe abrasive wear. And unexpectedly, a thick and lumpy transfer film was formed on the counterface.     

盘式制动摩擦片摩擦磨损特性的研究

进行了纤维增强合成摩擦片和现用合成摩擦片与QT450制动盘配副的制动摩擦试验,记录了制动过程中摩擦系数、磨损量与制动盘温度的变化情况,采用偏振光显微镜分析了磨损表面形貌.结果表明:纤维增强合成摩擦片的平均摩擦系数小于现用合成材料摩擦片,但摩擦系数稳定且耐磨性略高于现用合成材料摩擦片;在模拟制动工况下,纤维增强合成摩擦片比现用合成材料摩擦片所引起的制动盘温升略高;但都仍低于材料的热衰退温度。     

硫酸钙晶须填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能

以硫酸钙晶须(CSW)作为填料填充改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE),采用热压成型法制备了不同硫酸钙晶须含量的UHMWPE/CSW复合材料;在销-盘摩擦磨损试验机上考察了硫酸钙晶须对UHMWPE/CSW复合材料摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜对UHMWPE复合材料的磨损表面进行了微观分析。结果表明:随着硫酸钙晶须填充量的增加,复合材料的硬度逐渐增大,耐磨性能逐渐增加,摩擦因数逐渐减小;当硫酸钙晶须填充质量分数为20%时,UHMWPE/CSW复合材料的摩擦学性能最好。     

Al2O3增强粉末冶金铜基摩擦材料摩擦磨损性能研究

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的耐磨性及制动效果,使用粉末冶金法（PM）制备氧化铝增强铜基摩擦材料,采用布氏硬度计、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱仪（EDS）等测试手段以及摩擦磨损实验,研究氧化铝的掺杂对摩擦材料微观组织和摩擦行为的影响。结果表明：在制备的铜基摩擦材料中,氧化铝硬质颗粒在铜基体中分布均匀,由于硬质相的存在所形成位错钉扎效应对复合材料的硬度有大幅的提升,而对材料的密度有一定的消极作用。摩擦实验结果显示,氧化铝可以提高材料的摩擦因数并增强其耐磨性;且随着载荷的增大Al2O3-Cu复合材料的摩擦因数较高且稳定性较好,磨损率有明显的降低,表明氧化铝的掺杂对铜基材料有显著的增强效果。通过光学显微镜以及EDS分析得出,Cu基材料的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损,而Al2O3-Cu材料的磨损机制为氧化磨损和磨粒磨损组成的混合磨损。     

Al_2O_3含量对碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用造纸工艺制备出4种不同Al2O3含量的碳纤维增强纸基摩擦材料.通过液体渗透法测试了摩擦材料的孔隙率.利用扫描电镜和金相显微镜观察试样形貌.通过惯量试验机研究了Al2O3含量对碳纤维增强纸基摩擦材料湿态摩擦磨损性能的影响.结果表明:碳纤维在树脂基体中均匀分散,形成了大小不一的贯穿性孔隙;Al2O3含量对摩擦材料的孔隙率影响较小;随着Al2O3含量的增大,摩擦力矩曲线趋于平稳,摩擦因数升高,磨损率增大.     

钛酸钾晶须增强聚醚砜复合材料摩擦学性能的研究

采用机械共混-模压成型方法制备了PTW(K2Ti6O13)/PTFE/PES复合材料,通过摩擦磨损实验方法对材料的摩擦学性能进行了研究,并用SEM对磨损表面进行了观察和分析,在此基础上探讨了复合材料的磨损机制.结果表明:用机械共混-模压法能制得摩擦学性能优良的PTW/PTFE/PES复合材料;随着PTW含量的增加,复合材料的磨损机制发生了由微切削、粘着磨损向疲劳磨损的转变.     

三种陶瓷刀具材料的摩擦磨损性能研究

以Al2O3、Al2O3/TiC与Al2O3/(W,Ti)C陶瓷刀具材料作为研究对象,在高速环-块摩擦磨损试验机上研究3种陶瓷刀具材料在相同试验条件下的摩擦磨损性能,并利用ANSYS有限元软件分析计算磨损时的应力分布.结果表明:3种陶瓷的摩擦磨损性能与其在Al2O3基体中的添加成分有关.3种陶瓷在高速下的耐磨性优于低速,磨损率随着摩擦速度的增大而呈下降趋势,随载荷的增大而呈上升趋势,其中Al2O3/(W,Ti)C陶瓷刀具的耐磨性最优,其耐磨性能主要与力学机械性能有关.通过有限元分析可知,3种陶瓷的最大剪应力大于最大主应力,在剪应力作用下,更容易发生磨粒磨损.