碳纤维/碳基摩擦材料的摩擦学性能研究

为适应坦克装甲车辆对摩擦系统高能量密度的要求,采用树脂浸渍碳化工艺制备了碳纤维/碳基摩擦材料,通过离合器试验台对材料进行了摩擦磨损试验,并使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和3D激光形貌仪对材料表面形貌和磨屑形貌进行了分析。结果表明,碳纤维/碳基摩擦材料的动摩擦系数稳定(μ=0.11);摩擦扭矩曲线平滑,制动平稳性好;体积磨损率为3.2×10-8 mm3·J,耐磨性好;耐热系数达43 900J2·mm-4·s-1,可以在高能量密度工况下使用。碳纤维/碳基摩擦材料与钢对偶片之间的主要磨损机制为犁沟磨损和磨粒磨损。     

Ekonol和nano-TiO2改性聚四氟乙烯的摩擦磨损性能

采用纳米TiO2和Ekonol填充改性聚四氟乙烯,研究了复合材料的摩擦磨损性能,并讨论了磨损机理.研究表明:Ekonol含量为20%时,磨损率最低,仅为0.98×10-6mm3/(N·m).纳米TiO2的存在能够很好地改善10%Ekonol/PTFE复合材料的耐磨性能,纳米TiO2含量为6%时,复合材料的磨损率大大降低...     

莫来石与碳纤维协同填充的聚四氟乙烯基复合材料及其摩擦学性能

为了提高聚四氟乙烯（PTFE）的摩擦学性能,采用机械混匀、带温预压及烧结等工艺制备了莫来石和碳纤维填充的PTFE基复合材料,并通过FTIR、XRD、万能材料试验机、洛氏硬度计、DSC及热机械分析分别表征了PTFE基复合材料的显微结构、力学性能和热学性能;然后,使用MRH-3 型高速环块磨损试验机测定了复合材料的摩擦系数和磨损率,通过自制的硅油砂浆磨损装置测定了复合材料在不同温度下的耐砂浆磨损性能;最后,借助3D测量激光显微镜研究了复合材料摩擦面形貌,并分析了摩擦磨损机制。结果表明:莫来石和碳纤维在PTFE体系中起到填充增强作用,20wt%莫来石-10wt%碳纤维/PTFE复合材料的弹性模量由364 MPa增加至874 MPa;20wt%莫来石-10wt%碳纤维/PTFE复合材料的干摩擦系数较大,但其磨损率与纯PTFE相比降低了3个数量级以上,且此复合材料在水摩擦条件下仍能保持较好的摩擦系数和磨损率,摩擦系数为0.157,磨损率为7.40×10-6 mm3·N-1·m-1;此外,20wt%莫来石-10wt%碳纤维/PTFE复合材料在较高温度下仍能表现出良好的耐砂浆磨损性能。所得结论表明改性得到的PTFE 基复合材料的摩擦学性能显著提高,复合材料可用于有杆抽油井防偏磨。      

微米和纳米SiO2改性聚四氟乙烯的摩擦磨损性能

使用超细及纳米SiO₂颗粒填充改性聚四氟乙烯塑料。测量其摩擦系数、磨损系数、结晶度,得到了填加量与复合材料摩擦系数、磨损系数和结晶度的关系曲线,并使用扫描电镜(SEM)对其表面形貌进行了分析。结果表明,无论微米或纳米SiO₂、表面处理后的纳米SiO₂,均使PTFE的摩擦系数有所提高,而耐磨损性能也有大幅度的提高。填充量小于6%时,填加未经偶联剂处理的纳米SiO₂的SiO₂/PTFE复合材料的磨损率降低98.5%;填充量大于6%以后,磨损率趋于稳定;填充量为6%时,摩擦系数仅从未加填料时的0.1提高为0.12。而偶联剂表面处理的纳米SiO₂复合材料的摩擦系数提高幅度最小。      

聚酰亚胺/石墨改性聚四氟乙烯的摩擦学性能EI北大核心CSCD

利用MMU-10G端面高温摩擦磨损试验机,对聚酰亚胺(PI)和石墨共混改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦学性能进行了测试,利用扫描电镜观察摩擦副表面的磨痕和复合材料的转移情况。同时研究最佳配比PTFE基复合材料在不同试验条件下的摩擦学性能,并测量了摩擦副表面的瞬时温度。结果表明,PI可以大幅度提高填充PTFE的耐磨性能,但PI含量增加不利于非金属转移膜的形成;当PI含量约为25%时,和石墨一起填充PTFE,复合材料的摩擦学性能最佳;当载荷大于300N和线速度大于4m/s时,摩擦表温度均高于125℃,复合材料进入高温摩擦阶段,摩擦表面发生蠕变,转移膜出现不同程度的破坏;PI填充PTFE复合材料摩擦性能在温度低于75℃时变化不明显。     

纳米Al_2O_3/聚苯硫醚改性聚四氟乙烯复合材料摩擦特性

使用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机在不同实验条件下对纳米氧化铝(Nano-Al_2O_3)与聚苯硫醚(PPS)共混改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦磨损状况进行了测试并在线测量了摩擦表层瞬时温度。采用扫描电镜对磨损表面形貌和转移膜形貌进行了观察与分析。结果表明,复合材料摩擦磨损特性与纳米粒子含量及摩擦表层温度有关;3%(体积分数)Nano-Al_2O_3/PPS/PTFE复合材料的耐磨性最佳;摩擦过程中表层瞬时温度呈现3个阶段:线性升温、温度缓慢变化和稳定阶段,且升温幅度随Nano-Al_2O_3含量的增加而增大;当载荷和速度分别超过200 N和2 m/s时,复合材料磨损率与摩擦表层温度均大幅上升,但摩擦热平衡所需时间却大幅缩短,此时摩擦表面形貌与转移膜形貌均发生明显变化;当环境温度在25~140℃变化时复合材料摩擦性能变化不显著。     

聚甲醛／聚四氟乙烯共混物的摩擦学性能研究

采用冷压－热烧结工艺研制了一系列不同含量ＰＴＦＥ的ＰＯＭ／ＰＴＦＥ共混物，在往复摩擦磨损试验机上评价了共混物的摩擦磨损性能，并利用ＳＥＭ、ＸＰＳ和ＡＥＳ对其磨损机理进行了研究。结果表明，在共混物中ＰＴＦＥ的成分增加，不仅可以降低ＰＯＭ／ＰＴＦＥ共混物的摩擦系数，还可以增强ＰＯＭ的耐磨性，主要原因是共混物中ＰＯＭ和ＰＴＦＥ皆向对偶转移，形成了富集ＰＴＦＥ的转移膜。同时发现填加１０％～２０％ＰＴＴＥ的共混物具有较好的摩擦磨损性能。     

钛酸钾晶须增强聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

研究了钛酸钾晶须(PTW)增强聚四氟乙烯复合材料(PTW-PTFE)的摩擦磨损性能。考察了PTW含量、摩擦温度、栽荷和滑行速度对其影响。结果表明，PTW-PTFE的磨损量仅是纯PTFE的1／10；负荷极限和滑行速度极限分别是纯PTFE的110％和160％；PTW的加入使摩擦系数更为稳定，但大小无明显改变；PTW的质量分数为5％时复合材料磨损量最小，拉伸强度最高；PTFE和PTW-PTFE在200℃的磨损量低于常温下的磨损量，但磨痕面积明显增加．观察磨损表面形貌发现，PTW的加入明显阻止了裂纹大规模的产生和扩展，提高了耐磨性。     

改性聚醚砜摩擦性能的研究

用摩擦系数很低的聚四氟乙烯(PTFE)改善聚醚砜(PES)的自润滑性。改性后的PES摩擦磨耗性能提高了数倍,特别是在重负荷及油润滑条件下的摩擦性能优异。在本实验范围内,PES/PTFE也表现出较理想的力学性能和部分相容性。     

碳纤维增强摩擦材料的设计与研究

按照黄金分割法来配比碳纤维在摩擦材料中的含量,制备出4种不同碳纤维含量的增强摩擦材料,用JF150D-Ⅱ型定速摩擦磨损试验机对比研究了碳纤维含量对摩擦材料的热衰退性能、恢复性能及摩擦磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察4种摩擦材料磨损表面的微观形貌,并探讨了其磨损机理。研究结果表明:添加了碳纤维的摩擦材料相对于无碳纤维的摩擦材料,耐磨性能有所提高,其中碳纤维含量为11.3%(质量分数)的摩擦材料表现出较好的抗热衰退性能和恢复性能,其热衰退率仅为9%,恢复率却达到了98%;随着摩擦温度的升高,4种摩擦材料的磨损率均增加,碳纤维含量为11.3%的摩擦材料的磨损率在整个摩擦过程中均较小,其磨损表面较光滑,而不含碳纤维的摩擦材料的磨损率在各个温度均较大,其磨损表面粗糙不平且有磨粒磨损和黏着磨损,表现出最差的减磨耐磨性能。     

碳纤维束间的摩擦磨损特性

为了对碳纤维束的磨损程度进行定量分析以及探索碳纤维束间摩擦磨损机制,采用自制的摩擦模拟实验装置,研究了摩擦次数、加载力、摩擦角度对碳纤维束摩擦损伤的影响。通过对比摩擦前后碳纤维束的拉伸断裂强力、毛羽量和表面浆膜形态评价了其磨损程度。结果表明:随着摩擦次数、加载力的增大,碳纤维束的磨损程度逐渐加剧;当摩擦角度在90°~30°范围变化时,碳纤维束的拉伸断裂强力随着角度的减小而小幅度下降;而当摩擦角度为0°时,碳纤维束的拉伸断裂强力急剧下降。同时,结合纤维束接触理论和黏性薄膜压痕法揭示了碳纤维束摩擦损伤机制,发现有效接触面积的变化是导致碳纤维束磨损程度改变的主要因素,且纤维束间的有效接触面积随加载力的增大而增大,随摩擦角度的增大而减小。      

芳砜纶增强聚四氟乙烯复合材料的耐热性能及摩擦磨损性能

文中对芳砜纶(PSAf)增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的耐热性能和摩擦磨损性能进行研究。研究结果表明:PSAf/PTFE复合材料的长期使用温度均高于250℃,且当芳砜纶含量较少时,材料的热稳定性与PTFE相当;芳砜纶的引入对材料玻璃化转变温度的影响不大,但能显著提高材料的高温力学性能;另一方面,PSAf/PTFE复合材料的摩擦系数与PTFE相当,其磨损量随着纤维含量或纤维长度的提高而明显降低,当纤维质量分数为20%时,复合材料磨损量相比于纯PTFE降低了近19倍。扫描电镜分析表明,材料的耐磨机理主要基于芳砜纶对基体的增强,降低基体的磨损,提高复合材料的耐磨性能。     

短碳纤维增强铜基复合材料的摩擦磨损性能研究

采用冷压烧结工艺制备了短碳纤维增强铜基复合材料,考察了该复合材料的干摩擦磨损性能.讨论了短碳纤维含量、载荷、转速等对复合材料摩擦性能的影响.结果表明:复合材料的耐磨性能明显优于基体材料;随着碳纤维含量的增加复合材料的耐磨性能进一步提高;随载荷和转速的提高,摩擦系数和磨损量也随之增加;复合材料由纯铜的粘着磨损转变为剥层磨损,并均伴有一定的氧化磨损.     

聚四氟乙烯/碳纤维增强聚酰亚胺复合体系的摩擦学性能

研究评价了不同PTFE含量的碳纤维增强P1复合材料的力学和摩擦学性能,并分析了在干摩擦和水润滑2种不同条件下的磨损表面形貌和磨损机理。研究表明：PTFE以10%添加时PI/CF/PTFE体系的机械性能最佳,而摩擦学性能以5%添加为佳;随PTFE含量的增加,复合材料的摩擦系数降低,磨损率增加。水润滑下,摩擦系数和磨损率比干摩擦下的都有相应的降低。干摩擦下,材料的磨损均以塑性变形、微观破裂及破碎为主导;水润滑下,这一机制显著减弱,归因于水的润滑和冷却作用。     

SiC和聚四氟乙烯填充聚酰胺酰亚胺复合涂层的制备及摩擦磨损行为

以Q235钢为基体材料,采用室温空压喷涂的方法制备了纯聚酰胺酰亚胺(PAI)涂层及SiC和聚四氟乙烯(PTFE)填充的PAI复合涂层.采用MMW-1型万能摩擦磨损试验机对涂层进行了摩擦磨损试验,当SiC和PTFE的填充量分别为10％和0.8％时,PAI复合涂层摩擦学性能达到最优.对于纯PAI和PAI+10％SiC复合涂...     

纳米金刚石与聚醚醚酮填充改性聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能

采用模压-烧结方法制备了纳米金刚石(ND)与聚醚醚酮(PEEK)填充改性的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,并研究了复合材料的摩擦磨损性能及其微观结构。结果表明,随着PEEK含量增加到20%(质量分数),复合材料的耐磨性显著提高;而较低填充量的ND可以在降低复合材料摩擦系数的情况下提高其耐磨性能。1.0%ND/20%(质量分数)PEEK/PTFE复合材料的减摩耐磨性能优良,与纯PTFE相比,该复合材料的摩擦系数下降约20%,耐磨性能提高120倍,原子力显微分析表明该复合材料中ND分布均匀。     

孔隙率对碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

碳纤维增强纸基摩擦材料是应用于汽车自动变速器中的一种新型湿式摩擦材料. 在固定原材料配比和含量的基础上, 通过改变摩擦材料厚度, 制备出几种孔隙率不同的碳纤维增强纸基摩擦材料. 采用液体渗透法测试摩擦材料的孔隙率. 利用扫描电镜观察试样形貌. 通过惯量试验机研究孔隙率对碳纤维增强纸基摩擦材料湿态摩擦磨损性能的影响. 试验结果表明: 短切碳纤维在树脂基体中均匀分散, 相互桥接, 形成了大小不一的贯穿性孔隙; 随着孔隙率的增大, 摩擦力矩曲线趋于平稳; 动摩擦系数升高, 静摩擦系数降低, 磨损率增大.     

碳纤维增强受电弓滑板的性能表征

采用改性酚醛树脂为粘结剂,连续碳纤维和短切纤维为增强相,铜为导电相,石墨为润滑相,利用热压技术制备碳纤维增强受电弓滑板.对试样进行电阻测试、冲击试验以及磨损试验,利用SEM对冲击断面和磨损形貌进行观察.结果表明,连续碳纤维增强滑板的冲击性能和耐磨性明显优于短切纤维增强滑板;碳纤维含量对滑板的机械性能影响较大;纤维与树脂...