纳米Si3N4与石墨混合填充PTFE复合材料的性能

采用模压成型法制备了纳米Si3N4及其与石墨(Gr)混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了不同质量分数的纳米Si3N4及其与石墨混合对PTFE复合材料力学与摩擦磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料拉伸断口的微观结构,探讨了其增强机理.结果表明,纳米Si3N4/石墨混杂填料使PTFE复合材料的硬度、拉伸性能、冲击强度和耐磨性能均比单纯Si3N4填充的有所提高,其中7%Si3N4与5%石墨混杂填充的PTFE复合材料有较好的综合性能.微观分析表明,纳米Si3N4与石墨在PTFE基体中分散性较好,Si3N4与石墨具有较好的协同作用.     

纳米陶瓷颗粒填充PTFE基复合材料的干摩擦磨损性能

利用MM-200型环-块摩擦磨损试验机研究了纳米陶瓷颗粒SiC、Si3N4、AlN和TiN对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料在干摩擦条件下与45#钢对磨时的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,并探讨了磨损机理。结果表明:添加纳米TiN减少了PTFE的摩擦系数,而添加纳米SiC、Si3N4增大了PTFE的摩擦系数。与纯PTFE相比,PTFE复合材料的耐磨性能显著提高,其中以纳米AlN的减磨效果最好,纳米Si3N4的减磨效果最差。纯PTFE的磨损机制主要表现为粘着磨损和疲劳磨损,而纳米粒子填充PTFE基复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的粘着磨损、犁沟效应和塑性变形特征。     

不同纳米材料与石墨混合填充PTFE复合材料摩擦磨损性能

利用MM-200型磨损试验机考察了载荷对纳米SiO₂、TiO₂、Al₂O₃与石墨混合填充PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机理。结果表明,纳米材料及其与石墨混合都可以不同程度地提高PTFE的耐磨性,而它们对PTFE耐磨性的提高程度各不相同,其中以纳米SiO₂-石墨填充PTFE复合材料的磨损质量损失最小,纳米Al₂O₃-石墨填充PTFE复合材料的磨损质量损失较大;填充PTFE复合材料同钢对磨时的摩擦系数表现出不同的性能,纳米SiO₂-石墨填充PTFE的摩擦系数与纯PTFE相差不大。     

聚四氟乙烯及其石墨和MoS2填充复合材料的摩擦学性能研究

利用往复式摩擦磨损试验机,对聚四氟乙烯(PTFE)及石墨和MoS2填充的PTFE复合材料的摩擦磨损性能进行了测定,并利用光学显微镜对PTFE复合材料的摩擦磨损表面进行了观察。结果表明,一方面,石墨和MoS2起到了润滑作用,另一方面,石墨和MoS2阻止了PTFE带状大面积破坏,因而使得PTFE的摩擦系数降低,耐磨性提高。     

混杂填料增强PTFE复合材料的摩擦磨损性能

利用M-2000型摩擦磨损试验机考察了载荷以及纳米TiO2/SiO2与玻璃纤维的混合填料对PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损后的表面形貌.结果表明:纳米材料与玻璃纤维的协同作用显著改善了材料的摩擦磨损性能,其中纳米TiO2与玻纤填充复合材料的耐磨性较好,磨损量降低了2～3个数量级,其磨损机制是低载荷下为磨粒磨损.高载荷下为疲劳磨损;纳米SiO2与玻纤填充复合材料的摩擦系数与PTFE相近,磨损机制是低载荷下为磨粒磨损,高载荷下为粘着磨损和表面微犁削磨损.     

双马来酰亚胺复合材料摩擦学性能的研究

采用浇铸成型法制备了两类双马来酰亚胺复合材料,分别考察了石墨、纳米Si3N4的添加量对复合材料摩擦学性能和力学性能的影响,用扫描电镜对复合材料的磨损表面形貌进行了分析.结果表明:纳米Si3N4对改善双马来酰亚胺的摩擦磨损性能方面比石墨更有效,尤其是当纳米Si3N4的添加量为1.5%(质量分数)时,复合材料的摩擦磨损性能最佳,摩擦系数降为0.25,磨损率下降72%.     

改性纳米Si_3N_4/环氧树脂复合材料的摩擦磨损特性

研究纳米氮化硅粒子(Si3N4)填充环氧树脂复合材料的滑动干摩擦磨损特性,着重探讨纳米粒子表面接枝共聚改性、粒子含量对复合材料摩擦磨损性能的影响。通过对复合材料磨损表面的粗糙度及形貌分析探讨复合材料的磨损机理。结果表明,纳米氮化硅粒子能在很低的含量下(0.18%(体积分数,下同))显著提高环氧树脂的耐磨性、并降低其摩擦系数,而经过接枝共聚改性的纳米Si3N4粒子填充的复合材料的上述性能改善更为明显,耐磨性比Si3N4/EP提高3倍,摩擦系数降低20%。这说明,在Si3N4纳米粒子表面进行接枝共聚后,有利于加强粒子与基体的界面结合,从而改善复合材料的摩擦学性能。     

碳纤维及石墨填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能研究

利用M-200型环-块摩擦磨损试验机对石墨(Gr.)及碳纤维(CF)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦磨损性能进行了研究,探讨了石墨及碳纤维的协同润滑效应.认为碳纤维的加入大大提高了复合材料的承载能力,石墨的加入减小了碳纤维表面与对偶的摩擦系数,从而降低了碳纤维的脱落趋势,提高了复合材料的耐磨性.利用扫描电子显微镜(SEM)对PTFE复合材料的摩擦面及对偶转移膜进行了观察.结果表明,本实验中20%的石墨和10%碳纤维填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能最好,且在高载荷下的摩擦磨损性能尤为突出,具有一定的应用价值.     

不同纳米粒子填充PA6/GF复合材料摩擦磨损性能

利用MM-200型摩擦磨损试验机考察了载荷及不同纳米粒子与玻璃纤维混合填料对PA6复合材料摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机理。结果表明:纳米材料与玻璃纤维的协同作用显著改善了材料的摩擦磨损性能,其中纳米Si3N4与玻璃纤维混杂填充的PA6复合材料的耐磨性最佳;纳米SiO2与玻璃纤维混杂填充的PA6复合材料的摩擦性能最佳。     

载荷、转速、温度对填充PTFE材料摩擦磨损性能影响的研究

研究聚酰亚胺、石墨填充PTFE复合材料,将复合材料和HT250材料配副,利用MMU-10G摩擦磨损试验机测量在不同载荷、不同转速的工况下,摩擦副摩擦系数、体积磨损率、温度的变化情况。然后用JSM-5600LV扫描电子显微镜对磨损后的试样表面和对偶件表面进行形貌分析。结果表明,填充PTFE摩擦学性能明显优于纯PTFE;用聚酰亚胺和石墨填充PTFE复合材料在试验过程中,载荷、转速均存在极限值,当载荷超过300 N,转速超过1 500 r/min时,摩擦系数和体积磨损率同时大幅度提高;同时当试样表面温度超过140℃时,复合材料形成的转移膜会出现烧灼。     

离子注入对纳米Si_3N_4结构的影响

通过ＦＴ－ＩＲ、ＸＰＳ和荧光光谱研究了离子注入对纳米Ｓｉ３Ｎ４结构的影响．发现离子注入改变了材料中游离硅（ａ－Ｓｉ）的结构,使其变成了ＳｉＮｎ（ｎ＝１,２）．荧光谱研究表明纳米Ｓｉ３Ｎ４具有明显的量子限制效应,并且荧光峰的位置和强度存在不稳定性．根据实验结果给出了纳米Ｓｉ３Ｎ４的能级结构图.     

甲基丙烯酸锌原位聚合改性纳米氮化硅

采用实验室制备的纳米级甲基丙烯酸锌对纳米Si3N4进行表面原位聚合包覆改性,运用FTIR、TEM、SEM等方法对处理前后的纳米Si3N4粉末进行了表征和比较.结果表明:通过原位聚合的方法,使甲基丙烯酸锌与纳米Si3N4粉体表面的活性基团产生了化学键合,成功实现了对无机纳米粉体表面的有机化改性,有效地阻止了纳米Si3N4粉体的团聚;同时,讨论了改性剂用量对改性效果的影响,改性剂用量为5%时,纳米粒径较小,分布最窄.并对甲基丙烯酸锌在氮化硅表面原位聚合机理作初步探讨.     

陶瓷颗粒填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MHK－500型坏－块磨损试验机,对陶瓷颗粒SiC,Si3N4,BN和B2O3填充的聚四氟乙烯（PTFE）复合材料在干摩擦条件下与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了较为系统的研究,并利用扫描电子显微镜（SEM）和光学显微镜对PTEF复合材料的摩察表现进行了观察,结果表明,添加B2O3降低了PTEF的摩擦系数,而添加SiC,Si3N4及BN则增大了PTFE的摩擦系数,但是,SiC,Si3N4,BN和B2O3均可将PTFE的磨损量降低1－2个数量级,其中以Si3N4的减磨效果最好,B2O3的减磨效果最差。     

纳米Si_3N_4/双马来酰亚胺/氰酸酯树脂复合材料的性能

双马来酰亚胺树脂预聚体改性的氰酸酯树脂(BMI/CE)具有良好的机械性能和热性能,是一种多功能复合材料树脂基体。本文研究了纳米Si3N4的含量对BMI/CE复合材料力学性能和摩擦学性能的影响,并通过扫描电镜和透射电镜分析了复合材料的增韧机理、磨损机理以及纳米Si3N4在基体中的分散性。结果表明:纳米Si3N4可显著改善复合材料的力学性能和摩擦学性能。当纳米Si3N4含量为3.0wt%时,复合材料的力学性能和摩擦学性能最好。相对于BMI/CE树脂基体,复合材料的冲击强度提高了36.0%,弯曲强度提高了21.8%,摩擦系数降低了25.0%,磨损率降低了77.9%。纳米Si3N4粒子可较好地分散在树脂基体中,起到均匀分散应力的作用,从而增强材料的韧性;BMI/CE树脂为塑性变形和粘着磨损,而纳米Si3N4含量为3.0wt%时复合材料为粘着磨损。     

Mechanical Properties and Microstructure of Si3N4-TiC Nanocomposites

1. IntroductionSilicon nitride is one of the promising structural ma-terials for high-temperature applications because of itshigh resistance to thermal shock, as well as high strength,high fracture toughness, and high resistance to chemicalattack[1~3]. However, wider application has been lim-ited mainly due to its inherent brittleness. Many effortshave been made to improve its properties by control-ling the microstructure or by fabricating various typesof composites[4~7].The silicon nitride wi…     

液体羧基丁腈橡胶对纳米Si3N4粉体表面处理研究

用液体羧基丁腈橡胶作表面处理剂处理纳米氮化硅(Si3N4)粉体.结果表明:液体羧基丁腈橡胶包覆在纳米Si3N4粉体的表面,并与其发生了化学作用,有效地阻止了纳米Si3N4粉体的团聚;处理过的Si3N4粉体粒径明显减小,在有机溶剂中的分散性良好;亲水性减小,亲油性增加,表面自由能明显降低,处理后的纳米Si3N4粉体更容易在聚合物中分散.     

未润滑情况下的Si3N4,ZrO2陶瓷的摩擦行为

本文研究了Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２陶瓷在不同工况条件下的摩擦磨损特性．运用扫描电镜、Ｘ射线衍射技术等观察和分析摩损前后摩擦副的表面形貌、截面特征、磨屑形状及其相组成，从而分析磨损机制．实验表明：在未润滑情况下与Ｃｒ１２钢对磨，低负载条件下，ＺｒＯ２陶瓷的耐磨性较好；在高负载条件下，Ｓｉ３Ｎ４陶瓷耐磨性较好．     

AlN-Si_3N_4膜

用直流反应溅射沉积AlN－Si3N4膜。通过红外吸收光谱和X射线衍射来验证薄膜的结构。通过各种测量，给出了吸收系数、电阻率、应力、硬度和结合力。实验表明，AlN－Si3N4膜具有良好的光、电和机械特性。     

BA-MMA-GMTS共聚物的合成及对纳米Si_3N_4的表面处理

为了使纳米氮化硅粉体能够均匀地分散在聚合物中并与聚合物具有良好的相容性,必须对其进行表面改性。本文中用BA-MMA-GMTS三元共聚物作为纳米Si3N4粉体表面改性剂,对纳米Si3N4粉体进行湿法包覆反应改性。结果表明:BA-MMA-GMTS三元共聚物包覆在纳米Si3N4粉体的表面,并与其发生了化学作用,有效地阻止了纳米Si3N4粉体的团聚,当BA-MMA-GMTS三元共聚物相对纳米Si3N4粉体质量比为10%时包覆效果最好。改性后的Si3N4粉体粒径明显减小,在有机溶剂中的分散性良好,由于相似相容原理,可以推测改性后的纳米Si3N4粉体必能与聚合物具有良好的相容性并且能更加均匀地分散在其中。