包覆改性SiC在填充聚酰胺酰亚胺耐磨涂层中的应用

通过聚乙二醇(PEG800)对SiC微粉的包覆改性,提高了SiC微粉在聚酰胺酰亚胺树脂基体(PAI)中的分散性能。以Q235钢作为喷涂基料,采用喷涂的方法制备了包覆改性SiC微粉填充PAI涂层材料。得到的PAI涂层表面平整光滑,铅笔硬度达6H,附着力达到1级;摩擦磨损实验表明,当包覆改性SiC微粉含量达到10%(质量分数)时,涂层的摩擦学性能达到最优,摩擦系数和磨损率分别为0.186和0.167 mg/min。     

碳纤维改性POB/PTFE基超声电机耐磨涂层

利用喷涂方法制备不同配比碳纤维(CF)改性聚苯酯(POB)/聚四氟乙烯(PTFE)基超声电机定子耐磨涂层,研究CF的质量分数对POB/PTFE基复合材料涂层的硬度、附着力、摩擦学性能的影响,并通过扫描电子显微镜观察涂层表面磨损形貌并讨论其磨损机理。结果表明:POB和CF均能提高PTFE基复合材料涂层的硬度及耐磨性;涂层的附着力随着CF质量分数的增加先增大后减小。在文章研究范围内,当CF质量分数为10%时,涂层的磨损率最低,且使用该摩擦材料时,超声电机的堵转力矩和空载转速均较高,电机的综合性能较优。     

聚芳醚腈酮/SiC/Si3N4耐高温耐磨纳米复合涂层研究

以新型耐高温聚芳醚腈酮(PPENK)树脂作为涂料成膜物质,纳米SiC和Si3N4共同作为耐磨填料,制备了一系列新型耐高温耐磨PPENK/SiC/Si3N4纳米复合涂料。对复合涂层的摩擦学性能及热性能进行研究,通过扫描电镜(SEM)观察涂层磨损表面形貌,分析涂层磨损机理。结果表明:纳米SiC和Si3N4填料能有效改善纯PPENK树脂涂层的摩擦磨损性能。当PPENK树脂含量为22%,m(SiC)∶m(Si3N4)为3∶2时,涂层摩擦系数最小;当PPENK树脂含量为20%,纳米填料m(SiC)∶m(Si3N4)为1∶1时,涂层磨损质量损失最小。热重分析(TGA)表明无机纳米填料的加入对涂层的热性能有略微增强的作用。PPENK/SiC/Si3N4纳米复合涂层的磨损机理以粘着磨损为主,兼有犁耕磨损。     

纳米SiO_2和MoS_2填充聚酰胺酰亚胺复合涂层摩擦学性能

以45号钢为基体材料,在室温下采用喷涂的方法制备了一种PAI复合涂层。利用LSR-2M往复摩擦磨损仪研究了不同固体润滑剂MoS_2和Nano-SiO_2含量对复合涂层的摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)对PAI涂层磨损后磨屑形貌进行观察分析。结果表明:当MoS_2含量为10%(质量分数)、Nano-SiO_2含量为3%(质量分数)时,PAI复合涂层摩擦磨损性能达到最优;SEM观察最优配方磨屑形貌,呈现出明显的黏着磨损特征。     

PTFE填充PI基复合材料摩擦学性能

以聚四氟乙烯(PTFE)为填料,聚酰亚胺(PI)为基体,通过机械冷压法制备了聚酰亚胺/聚四氟乙烯(PI/PTFE)自润滑复合材料。研究了PTFE在复合材料中质量分数对该材料和金属试件对磨时摩擦学性能的影响。结果表明:在一定质量范围内PTFE的加入对于提高复合材料耐磨性具有积极的促进作用。当PTFE质量分数为30%时,PI/PTFE复合材料磨损率最低。和纯PI相比,填充PTFE的复合材料耐磨性提高3个数量级。对试件磨损形貌的分析表明:在对偶面形成转移膜的连续性直接影响PI/PTFE复合材料的摩擦磨损行为。对应最佳摩擦学性能时形成的自润滑转移膜更加连续、光滑和完整。     

聚四氟乙烯微粉对氟硅油润滑脂性能的影响

以氟硅油为原料、聚四氟乙烯(PTFE)微粉为增稠剂,制备了润滑脂,利用四球摩擦磨损试验机考察了PTFE微粉的粒径和添加量对润滑脂摩擦学性能和烧结负荷的影响。结果表明,纳米级和微米级PTFE微粉都具有稠化性能,也能提高润滑脂的烧结负荷;随着PTFE微粉用量的增加,氟硅油润滑脂的抗磨减摩性能没有得到很好地改善,而其烧结负荷得到很大提高;纳米级PTFE的最佳质量分数为26%,微米级PTFE的最佳质量分数为32%;PTFE微粉的吸油能力较好,氟硅油润滑脂的滴点都在200℃以上。     

PTFE/纳米SiC复合材料的摩擦磨损性能研究

利用冷压烧结法制备了不同含量的聚四氟乙烯/纳米碳化硅(PTFE/纳米SiC)复合材料。采用MM-200型摩擦磨损试验机在干摩擦条件下考察了纳米SiC含量及载荷对PTFE/纳米SiC复合材料摩擦磨损性能的影响,借助于扫描电子显微镜观察分析了试样磨损表面形貌,并探讨了其磨损机理。结果表明,纳米SiC能够提高PTFE/纳米SiC复合材料的硬度和耐磨性,当纳米SiC质量分数为7%时,PTFE/纳米SiC复合材料的磨损量最小,摩擦系数也最小;随纳米SiC含量的增加,其摩擦系数有所增大;随着载荷的增大,PTFE/纳米SiC复合材料的磨损量增加。     

不同粒径SiC改性PTFE复合材料的力学与摩擦学性能

以纳米碳化硅(SiC)、微米SiC及粉状SiC纤维填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,对PTFE复合材料进行力学和摩擦学性能测试,分析对比不同粒径填料及其质量分数对PTFE复合材料力学和摩擦磨损性能的影响.用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断口形貌进行观察,探讨了复合材料增强机理.对比研究结果表明:不同粒径的SiC均能提高复合材料的硬度和耐磨性,SiC纤雏/PTFE复合材料有较高的拉伸强度和断裂伸长率,其综合性能最好.拉伸断口的微观分析表明:SiC纤维与PTFE界面粘结性能较好,对PTFE复合材料性能有一定的增强效果.     

耐高温PAI/EP涂层的制备及摩擦学性能研究

通过溶剂法对环氧树脂(EP)和聚酰胺酰亚胺(PAI)进行共混,加入增韧剂、润滑剂、固化剂及其他助剂,制备出性能优异的耐高温耐磨涂层材料。采用热失重分析仪(TGA)、环块型摩擦磨损试验机(MRH-3G)测试了复合涂层材料的耐高温性能、摩擦磨损性能。结果表明,当PAI含量为10%时,涂层材料的降解温度可达到273℃;润滑剂总量为25%,石墨与二硫化钼(MoS_2)配比为3∶2时,其摩擦磨损性能最佳。采用扫描电子显微镜(SEM)表征了涂层磨损表面的微观形貌。结果表明,润滑剂添加过少,复合涂层表面磨损严重,出现犁沟且变形;添加过多会产生轻微裂纹,润滑膜翘起甚至脱落。采用能谱(EDS)分析了涂层表面磨损前后的元素成分,结果表明润滑剂均匀分散在基体树脂中,形成自润滑膜。     

硼粉含量对Mg/PTFE富燃料推进剂性能的影响

为研究硼粉含量对镁/聚四氟乙烯(Mg/PTFE)富燃料推进剂性能的影响,采用混合模压成型工艺制备了7种不同硼粉含量的Mg/PTFE推进剂药柱。用红外测温仪、TG-DTA、量热仪分别测试其燃烧性能、热分解性能和爆热,并测试了其机械感度。结果表明,加入硼粉后,推进剂的燃烧性能明显改善,硼粉质量分数为15%时,线性燃速和质量燃速达到最高;当硼粉质量分数为20%时,燃烧温度达到最高;随着硼粉含量的增加,爆热稍微降低,完全燃烧热随着硼粉含量的增加而增大;当硼粉质量分数为10%时,高温放热峰温度降低128℃,撞击感度和摩擦感度达到最高值。     

PTFE/POB共混材料的压缩回复和耐磨性能研究

采用冷压烧结工艺制备了聚四氟乙烯/聚苯酯(PTFE/POB)共混材料,主要研究了POB含量对PTFE/POB复合材料压缩回复性能和耐磨性能的影响。结果表明,复合材料的压缩回复性能在POB质量分数为20%时达到最优;与纯PTFE相比,PTFE/POB共混材料的压缩率降低了58.93%,回复率提高了24.72%;加入POB后,PTFE/POB共混材料摩擦系数随POB含量的增加有所上升,但磨痕宽度、磨损体积和磨损率随POB含量的增加而大幅度减小;当POB质量分数为20%时,与纯PTFE相比,共混材料的磨痕宽度、磨损体积和磨损率分别降低了78.1%,98.8%和98.6%。     

注塑级含二氮杂萘酮联苯结构的聚醚酮/聚四氟乙烯共混物的性能研究

通过熔融共混制备了聚四氟乙烯质量分数低于30%的注塑级含二氮杂萘联苯结构聚醚酮/聚四氟乙烯(PPEK/PTFE)共混物,并对其摩擦性能、力学性能、热性能和密度进行了研究。PTFE的加入,使得共混物的摩擦性能比纯PPEK得到大幅度的改善,且随着PTFE含量的增加,共混物的摩擦性能逐步提高;共混物的力学性能则随PTFE含量的增加有所降低,但依然处于较高的水平;不同配比共混物的耐热性能则与纯PPEK相当,热变形温度大约为244℃;共混物的密度随PTFE含量的增加而呈线性增大趋势。     

多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料定型封装及热性能研究

以微米级SiC粉为原料,采用冷冻干燥工艺制备具有连贯层状孔结构的SiC陶瓷。以多孔SiC陶瓷为基体,石蜡为相变芯材,通过真空浸渍法制备多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料,研究了石蜡在层状多孔SiC陶瓷内的浸渗行为及复合材料的储热性能。结果表明,层片状多孔SiC陶瓷的显微形貌对石蜡的浸渗过程及储热性能有明显影响。当石蜡负载量为21.7%(质量分数)时,复合相变材料熔融温度为59.6 ℃,凝固温度为53.9 ℃,相变潜热为28.4 J/g,室温下的热导率为2.4 W·(m·K)^-1。复合相变材料吸热峰和放热峰强度随着石蜡负载量减少而降低,当温度为200 ℃时,多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料失重为5%(质量分数),表明材料具有良好的热稳定性。复合相变材料在100 ℃热处理30 min后陶瓷基体未发生形变,经100次热循环后具有稳定的相变潜热和良好的定型能力。     

熔烧温度对Al-SiC硅酸盐基陶瓷涂层性能的影响

以硅酸盐溶液为基料,添加金属Al粉、SiC、TiO₂、玻璃料等陶瓷骨料,采用高温熔烧法在304不锈钢表面制备了硅酸盐基陶瓷涂层,使用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)、X射线衍射仪(XRD)等研究了熔烧温度对涂层性能的影响。结果表明,涂层在700~1 100 ℃熔烧过程中,陶瓷涂层与金属基体之间呈冶金结合,伴随有Al₂O₃和TiO₂的晶相转变;涂层厚度为150 μm,并在800 ℃熔烧固化时,结合强度最高,为23.3 MPa;涂层经1 000 ℃高温熔烧后剩余固体含量为76.7%,表现出良好的耐高温性。     

BaO-Al_2O_3-SiO_2环境隔离涂层的制备与耐腐蚀性能表征

应用柠檬酸溶胶–凝胶法制备BaO–Al2O3–SiO2(BAS)溶胶,将BAS溶胶直接刷涂在碳纤维(carbon fiber,Cf)/SiC–SiC基底上制备出BAS涂层,并在1250℃,50%(体积分数,下同)H2O–50%O2和0.1MPa压力下对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品进行腐蚀试验。用红外光谱仪、热重–差示扫描量热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜表征了BAS溶胶–凝胶及涂层的性能;采用电子天平、电子万能试验机对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品耐腐蚀性能进行表征。结果表明:将pH控制在4～5,柠檬酸与金属离子Ba2+和Al3+的摩尔比分别为2和3时,可成功合成均匀、透明、稳定的BAS溶胶。BAS溶胶1次刷涂烧结的涂层厚度约为10μm,4次可达50μm左右。在1250℃的水氧耦合条件下腐蚀200h后,与未涂覆BAS的Cf/SiC–SiC比较,涂覆BAS的Cf/SiC–SiC强度保持率达88%,并且质量无明显损失。     

LSI制备具有SiC涂层的石墨材料及其性能研究

以鳞片石墨、氮化硼粉、氧化钇粉、氧化铝粉作为掺杂粉末,掺杂粉末与硅粉的混合粉末作为硅源,采用液相渗硅工艺在石墨基体材料表面制备SiC涂层。研究硅源中掺杂粉末含量对渗硅后石墨样品性能与结构的影响。XRD与SEM分析表明,经过1600℃渗硅处理后,硅源中的Si渗透到基体内部与碳发生原位反应生成SiC涂层,SiC涂层表面粘附硅少。当掺杂粉末总质量分数为12%时,制备的SiC涂层具有良好的抗氧化效果,材料在1300℃空气中氧化6 h失重率仅为1.39%。     

原位成纤PTFE对PP/CNT微孔注塑发泡材料电磁屏蔽性能的影响

采用聚丙烯(PP)为基体、以多壁碳纳米管(CNT)为碳纳米填料,制备二元复合泡孔材料PP/CNT,并且,当CNT含量为1%时,复合微孔材料泡孔质量及电磁屏蔽性能均较好。以聚四氟乙烯(PTFE)为原位成纤增强相,进行微孔注塑发泡成型,探究PP/CNT/PTFE三元复合微孔材料的电磁屏蔽性能,制备了力学性能较好、对电磁辐射吸收率较高的微发泡电磁屏蔽复合材料;研究了PTFE微纤含量对PP/CNT/PTFE三元复合微孔材料注塑发泡泡孔形貌及电磁屏蔽性能的影响规律;得到了该实验条件下PTFE的最佳添加量。结果表明,当PTFE含量为1%时,原位成纤效果较好,三元复合微孔材料的泡孔直径显著减小,电磁屏蔽性能从未添加PTFE时的12.6 dB提高至24.8 dB。     

结合相对氧化物结合SiC窑具结构和性能的影响

以45%(质量分数,下同)的SiC(0.5~1.43 mm)和20%的SiC(≤0.5 mm)为骨料,基质中固定SiC细粉的含量为20%,根据不同的结合相(粘土、SiO2和莫来石)和Si粉变化基质组成。物料混匀后,压制成型为125 mm×25 mm×25 mm(20 MPa)和36 mm×36 mm(12 MPa)的试样,干燥后于1 450℃保温3 h制备了SiC窑具,同时又分别在1 400℃、1 450℃和1 500℃保温3 h分别制备了SiO2结合、粘土结合和莫来石结合的SiC窑具。对试样的显气孔率、体积密度、常温抗折强度、高温抗折强度、热震后和氧化 热震后的抗折强度进行了检测,并借助XRD和SEM研究了材料的物相组成和显微结构。结果表明:(1)SiO2微粉因粒度细,表面积大,活性高,高温下能促进窑具的烧结,其结合的窑具的综合性能优于另外两种结合;(2)SiO2结合SiC窑具在1 400℃烧成时的综合性能较好;(3)添加剂Si粉由于防止了SiC氧化和促进了烧结,使粘土结合SiC窑具性能得以改善。     

聚酰亚胺-聚四氟乙烯复合材料的制备和表征

利用共混挤出工艺制备聚酰亚胺-聚四氟乙烯(PI-PTFE)复合材料,考察PTFE含量对复合材料热性能、摩擦性能及力学性能的影响。结果表明:制得的PI-PTFE复合材料两相不相容,复合材料的最高使用温度为250℃,在250℃以下复合材料的尺寸稳定性较好,其线膨胀系数随PTFE含量的增加而增大,不受热循环历程的影响;复合材料分解质量损失5%的温度(t5d)为525℃,热分解速率随PTFE含量的增加而增大;干摩擦时,随PTFE含量的增加,复合材料的摩擦因数降低,磨损率呈上升趋势;复合材料的拉伸强度、弯曲强度和硬度均随PTFE含量的增加而降低,就力学性能而言,PTFE的添加量不超过20%为宜。     

纳米SiC粒子的表面处理对PTFE/纳米SiC复合材料的性能影响

对表面处理与未处理纳米SiC填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料进行力学与摩擦学性能测试,研究了纳米SiC含量和表面处理对复合材料力学和摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜对拉伸断面形貌进行观察,探讨了复合材料的增强机理。结果表明,未处理纳米SiC填充PTFE后,其复合材料的硬度和耐磨性均有不同程度的提高;表面处理纳米SiC后,PTFE/纳米SiC复合材料的拉伸强度、冲击强度、减摩性能均比未处理的有所提高;表面处理SiC在PTFE基体中有较好的分散性,与PTFE基体界面的结合较好,未处理纳米SiC在PTFE基体中分散性较差。