Abrasive Wear Volume Maps for PA6 and PA6 Composites Under Dry Working Condition

In this study the wear volume map is obtained and considered for evaluation of the abrasive wear performance for polyamide (PA6) and PA6 composites. Polyamide composites were tailored using 25 wt.% glass bead, 20 wt.% talc and 30 wt.% wollastonite fillers. In this work, the influence of filler materials, abrasion surface roughness and applied loading values on abrasive wear performance of PA6 and PA6 composites were evaluated. Experimental abrasive wear tests were carried out at atmospheric condition using pin-on-disc rig arrangement. Tests were performed under 4, 6, 8 and 10 N load values, traveling speed of 1 m/s and abrasion surface roughness values of 5, 20 and 45 μm. Wear volume maps were obtained and the results showed that the lowest wear volume rate for PA is reached using glass bead filler. Furthermore, the results also showed that the higher is the applied load and the roughness of the abrasion surface, the higher is the wear rate. Finally it is also concluded that abrasive wear process mechanism include ploughing mechanism and delimitation of filler tips.     

纳米SiC与石墨填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能

考察了不同含量的纳米SiC对石墨/聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析了磨损表面,并探讨了其磨损机理。结果表明:纳米SiC与石墨能够很好地协同增强聚四氟乙烯,纳米SiC的加入大大提高了复合材料的承载能力,石墨的加入减少了纳米SiC与对偶面的摩擦系数,从而降低了纳米SiC的脱落趋势,提高了复合材料的耐磨性。当纳米SiC含量为5%时,5%石墨/PTFE复合材料表现出最佳的耐磨性,具有一定的应用价值。     

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.     

高温耐磨PTFE复合材料的力学性能和摩擦性能

在室温～250℃宽范围内研究了温度对PTFE基复合材料硬度、剪切强度、压缩模量及磨损率的影响。结果表明,温度升高,聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的剪切强度和压缩模量呈二次抛物型曲线快速降低,而硬度呈线性递减关系;所制纳微协同增强PTFE复合材料承载时200℃附近才出现磨损率拐点,明显优于国内外水平;基于室温环境的聚合物力学、磨损性能以及高温下的力学性能,建立了聚合物磨损预测方程,可以快捷地预测出高温下PTFE复合材料的磨损率。     

碳化铬金属陶瓷SHS熔覆层的磨料磨损机理研究

研究了用自蔓延高温合成技术获得的碳化铬金属陶瓷熔覆层在两体干摩擦状态下的磨料磨损性能。结果表明，该熔覆层具有致密的网状碳化物结构，在硬性磨料的切削作用下，磨屑自碳化物网间的软基体组织开始形成，而以撕裂方式终止于碳化物网壁处，因而其磨损机制为显微切削＋微观撕裂。据此，本文提出将撕裂形成功作为磨料磨损能量的第４分量的建议，对试验结果作出了合理的解释。     

聚丙烯腈填充聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能研究EI

用机械共混、冷压成型和空气中烧结的方法制备了不同质量分数的聚丙烯腈填充聚四氟乙烯制品。用MM-200摩擦磨损试验机测试不同样品在干摩擦下的摩擦学行为;用扫描电子显微镜和光学显微镜对几种样品的磨损面、磨屑和转移膜进行观察和分析。结果表明,聚丙烯腈的加入,不但使聚四氟乙烯的磨损量大幅降低,而且还使其摩擦系数有所降低。通过扫描电子显微镜观察发现填充聚丙烯腈的聚四氟乙烯样品的对磨面有完整而且不易脱落的转移膜,这是其具有良好耐磨性的主要原因。     

高速摆动条件下PTFE编织复合材料干摩擦热行为研究

利用自制高速摩擦实验机,以聚四氟乙烯(PTFE)编织复合材料为研究对象,与不锈钢9Cr18Mo配副,进行高速摆动下的干摩擦实验,研究摩擦热的影响因素及变化规律;利用扫描电子显微镜对摩擦表面进行观察,分析其磨损机制.结果表明:摩擦温度随载荷增加而升高,在摩擦初期摩擦温度随频率增加而降低,之后又随频率增加而升高,并最终达到...     

BaSO4填充改性聚四氟乙烯复合材料的制备

采用冷压成型和烧结固化相结合的方法制备了BaSO4/PTFE复合材料,对不同用量和粒径的硫酸钡填充聚四氟乙烯复合材料性能的影响进行了研究。结果表明,BaSO4填料用量和粒径大小对复合材料的性能影响很大,当BaSO4填料粒径为44μm、质量分数为40%时,复合材料的抗磨损性能最佳,比未改性的PTFE提高了2个数量级。复合材料磨损表面的SEM分析表明,随BaSO4用量的增加,复合材料的磨损机理由粘着磨损占主导逐渐转变为磨粒磨损占主导并伴随疲劳磨损。     

PTFE/SGM复合材料非等温结晶动力学

通过冷压烧结工艺制备了聚四氟乙烯/实心玻璃微珠(PTFE/SGM)复合材料。采用差示扫描量热法(DSC)研究了PTFE/SGM复合材料的非等温结晶行为,并利用Jeziorny模型对所得DSC数据进行处理。结果表明:Jeziorny模型处理PTFE/SGM复合材料的非等温结晶动力学过程是合理可行的;随着冷却速率的增加,结晶峰向低温方向移动,结晶温度范围增大,结晶度下降;SGM有一定的成核作用,提高了PTFE的结晶峰温和结晶速率,降低了结晶活化能,使PTFE更易结晶。     

纳米TiO2与炭纤维协同填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能

考察了不同含量的纳米二氧化钛对炭纤维/聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜、光学显微镜分析了磨损面、磨屑及对偶面转移膜形貌,并探讨了其磨损机理。结果表明,纳米TiO2与炭纤维能够很好地协同增强聚四氟乙烯,改变磨屑形成机理,有利于形成均匀致密的转移膜,明显提高CF/PTFE复合材料的耐磨性。当纳米TiO2含量为5%时,10?/PTFE复合材料表现出最佳的耐磨性,耐磨性又提高了2.77倍,而磨屑尺寸只有未加时的1/20。     

纳米蒙脱石填充PTFE和UHMWPE的摩擦磨损性能

用纳米蒙脱石(nano-MMT)对聚四氟乙烯(PTFE)和超高分子量聚乙烯(UHWMPE)进行填充改性,在往复式滑动摩擦试验机上进行摩擦磨损实验,用扫描电镜观察了材料摩擦表面形貌.结果表明:nano-MMT可以提高PTFE和UHWMPE材料的耐磨性,而PTFE基和UHWMPE基复合材料的摩擦系数无明显增大.与UHMWPE相比,nano-MMT更能提高PTFE基材料的耐磨性;nano-MMT/PTFE复合材料比nano-MMT/UHMWPE复合材料具有更低的摩擦系数和更好的导热性;纯PTFE、纯UHWMPE和10%nano-MMT/PTFE复合材料磨损机理主要为粘着和犁沟效应,而10%nano-MMT/UHWMPE复合材料表现为犁沟和疲劳机制.     

Abrasive wear behaviour of polymeric materials

In this study the abrasive wear behaviour of aliphatic polyketone (APK), polyoxymethylene (POM), ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE), polyamide 66 (PA66), and 30% glass fibre reinforced polyphenylenesulfide (PPS + 30%GFR) engineering polymers at room temperature were studied. Pin-on disc arrangement wear tests were carried out at 1 m/s test speed and load value of 10 N. Tests were carried out for 50, 100, 150 and 200 m sliding distances. Emery paper grid varying from 150 to 1200 grade were used as an abrasive disc surface. After each test the mass loss of the pin was recorded. Finally the specific wear rates were deduced from wear volume of the pin for test duration distances of 50, 100, 150 and 200 m. The results showed that the highest wear rate is for POM with a value of 8.5 × 10⁻⁴ mm³/N m and the lowest wear rate is for UHMWPE with a value of 3.36 × 10⁻⁵ mm³/N m. Furthermore, for all materials the wear rate increases linearly with increasing wear duration distance.     

PTFE基复合材料摩擦磨损特性研究

用机械共混、冷压成型自由烧结的方法制备了PTFE基复合材料;用M-2000型磨损试验机测试了在干摩擦定载荷条件下各试样的磨损性能;用扫描电子显微镜(SEM)对磨损试样的表面形貌进行了观察和分析.结果表明:在实验条件下,复合材料的抗磨性能,随青铜粉用量的增大逐渐增强,当青铜粉的用量大于20vol.%后,抗磨损性能增强的趋势明显减缓,在干摩擦条件下复合材料主要发生粘着磨损和磨粒磨损,且随青铜粉用量的增加,磨粒磨损也越明显.研究发现,当青铜粉:氧化镉:二硫化钼为20:6:4(体积比)时,复合材料的摩擦磨损性能最佳.     

PTFE编织复合材料摩擦特性研究

在高速摩擦磨损试验机上以摆动频率、载荷为变量对PTFE编织复合材料进行于摩擦性能测量实验,分析摆动频率、载荷对摩擦因数的影响规律。结果表明:材料的摩擦因数随载荷增大呈稳定降低趋势,最后趋于平稳。在20～40kN载荷范围内,摩擦因数随摆动频率的增大经过一个最小值后上升到稳定值。载荷对摩擦因数的影响大于频率的影响。通过扫描电子显微镜对不同载荷频率下产生的PTFE编织复合材料转移膜的分析,从微观上解释了摆动频率、载荷影响PTFE编织复合材料摩擦因数的作用机理。     

The Dry Sliding Wear Behavior of Interpenetrating Titanium Trialuminide/Aluminium Composites

Owing to the brittle reinforced phase are introduced into ductile matrix phase, metal–intermetallic interpenetrating composites exhibit various types of wear mechanism such as adhesive, abrasive, and fatigue wear. In present work, the wear model has been proposed according to the mixing rule. Many factors such as special topology structure characteristic of reinforcement and elastic module were discussed in this model. The model based on the maximal and minimal hypothesis posts the mathematic relation among volume content of reinforcement, elastic module and wear rate. Increase in the volume fraction of reinforcement leads to improvement in the wear resistance. Unlike the Khruschov model and Zum-Gahr model, the proposed model was no longer follow linear rule. One kind of Al₃Ti/Al composite with different volume content was fabricated and many wear test data were obtained to validate the correctness and universality of the model.     

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。     

硅灰石形貌和尺寸因素对PTFE复合材料摩擦学性能的影响

利用同种材质的硅灰石填料有着不同的形貌(纤维状和粒状)和尺寸(d=10μm～60μm;l=50μm～600μm)的特征,考察了填料的形貌和尺寸因素对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料磨损性能的影响,并探讨了其影响机理。研究发现,在低载荷下,对于同样尺寸的填料,粒状填料比纤维状填料填充的PTFE复合材料有着更好的耐磨性;而对于纤维状填料,小尺寸填料填充的PTFE复合材料有着更加优越的耐磨性能。在高载荷下,情况则完全相反,此时大尺寸及纤维状填料填充的PTFE复合材料的耐磨性能更加优越。     

Ni3Al基合金及其复合材料抗磨粒磨损行为研究

研究了一种以Ni3Al为基的复合材料，通过引入WC硬质点来改善材料的抗磨性，并将该材料与Ni3Al基合金和45＃淬火钢的磨粒磨损行为进行对比研究，结果表明，WC／Ni3Al基复合材料具有良好的抗磨粒磨损性能，其抗磨性是45＃淬火钢的3．34倍，是一种极具潜力的高温抗磨材料。     

复配稀土改性剂对MGF/PTFE复合材料性能的影响

采用稀土改性剂(RES)与硅烷偶联剂(PTMS)按不同组分配比对磨碎玻璃纤维(MGF)表面进行改性处理,将改性后的磨碎玻璃纤维粉末与聚四氟乙烯分散液机械混合,然后热压制得复合材料。探讨了复配稀土改性剂对MGF/PTFE复合材料介电性能、热膨胀系数(CTE)、热导率的影响。采用FTIR手段对稀土改性剂未改性的磨碎玻璃纤维和改性后的磨碎玻璃纤维的结构进行了测试,并用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的断口形貌进行分析。结果表明,复配改性剂能很好地促进MGF与PTFE之间的界面粘结,提高MGF/PTFE复合材料的性能。当RES、PTMS的含量分别为0.3%(质量分数)、1.7%(质量分数)时,MGF/PTFE复合材料的性能最好。     

稀土元素对玻璃纤维增强PTFE复合材料拉伸性能的影响

三种表面改性剂,即硅烷偶联剂ＳＧ－Ｓｉ９００(ＳＧ)、含 ＳＧ－Ｓｉ９００的稀土溶液(ＳＧＳ/ＲＥＳ)和稀土溶液(ＲＥＳ)用于玻璃纤维表面处理．研究了不同表面处理条件下玻璃纤维增强聚四氟乙烯(ＧＦ/ＰＴＦＥ)复合材料的拉伸性能,并应用ＳＥＭ对断口形貌进行了分析．试验结果表明:由于稀土元素的作用,稀土溶液ＲＥＳ比ＳＧＳ/ＲＥＳ和ＳＧＳ能够更好地提高玻璃纤维与ＰＴＦＥ之间的界面结合力;经ＲＥＳ处理的ＧＦ/ＰＴＰＥ复合材料的界面结合力主要受稀土元素含量的影响,当稀土元素含量为０．２~０．４Ｗｔ%时,ＧＦ/ＰＴＦＥ复合材料的拉伸性能大大提高,并且在稀土元素含量为０．３ｗｔ%时其性能最佳．