PA6/纳米Al_2O_3复合材料摩擦性能的研究

研究了纳米Al2 O3 填充PA6复合材料的摩擦性能。通过分析纳米Al2 O3 含量、载荷对材料摩擦系数和耐磨性能的影响,得到复合材料中纳米Al2 O3 为 6wt%时,材料的摩擦性能最好。通过SEM图片分析试件摩擦表面形貌,发现复合材料的磨损机理从纯PA6材料的粘着磨损转为轻微的磨粒磨损和粘着磨损     

硫酸钡填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能研究

用M 2000型摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下硫酸钡、载荷、对磨时间对聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:在本实验采用的条件下,硫酸钡/PTFE复合材料的摩擦因数随着硫酸钡含量的增加而增大,抗磨损能力则有一个最佳含量;随着载荷的增加,材料的摩擦因数、磨损量和磨痕宽度也随之增大;磨损量随着对磨时间的延长,波动变小并趋于稳定。     

憎水性Ni-PTFE复合镀层的制备及其摩擦磨损性能的研究

采用复合电镀法制备Ni-PTFE复合镀层,考察了表面活性剂、电流密度、pH值和镀液中PTFE添加量对复合镀层中PTFE含量的影响.并进一步研究了镀层中PTFE含量对复合镀层硬度、摩擦磨损性能和憎水性能的影响.结果表明,最佳工艺条件下制备的复合镀层具有良好的憎水性和优异的摩擦磨损性能.     

BPR含量对BPR/SF/PF复合材料摩擦磨损性能和力学性能的影响

将硼酚醛树脂(BPR)与普通酚醛树脂(PF)熔融共混,再加入经过碱处理的剑麻纤维(SF),通过模压成型工艺制备BPR/SF/PF复合材料。利用定速式摩擦试验机和电子万能试验机研究了BPR含量对复合材料摩擦磨损性能及力学性能的影响,采用扫描电镜观察了复合材料磨损表面的形貌。结果表明:在BPR/PF=50/100时,与普通PF/SF复合材料相比,BPR/SF/PF复合材料在300℃下的磨损率降低了42%,冲击强度提高了14%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了25%和36%;复合材料磨损面形貌显示,加入BPR后,复合材料由疲劳磨损转变为磨粒磨损。     

Study on the Friction and Wear Behaviors of Modified PA66 Composites

The wear-resistant polyamide 66 (PA66) composites were prepared and the mechanical properties, friction and wear properties were inspected. Results show that GF, PTFE and MoS₂ can improve the mechanical, friction and wear properties of PA66 composites. PTFE is more effective on the friction and wear properties than MoS₂ when GF is 30%wt. The best effect of the modification is 35%wt GF when both PTFE and MoS₂ were added. Friction coefficient first increase, then reduce to be stable as sliding time increases. Friction coefficient and wear mass loss increase as load increases. The main wear mechanisms are fatigue and abrasion wears.     

玻璃纤维填充改性PTFE复合材料的摩擦磨损性能

为改善聚四氟乙烯(PTFE)高磨耗的缺点,通过冷压烧结成型工艺制备了玻璃纤维(GF)填充改性PTFE复合材料,探究了不同GF添加比例的PTFE/GF复合材料在不同转速下的摩擦磨损情况。采用三维视频显微镜观察了样品的表面磨痕深度,并借助扫描电子显微镜观察摩擦表面形貌同时分析磨损机理。结果表明,填充GF后的PTFE复合材料其摩擦系数虽有一定程度的升高,但其体积磨损率却大幅降低。当GF质量分数为20%时,复合材料的体积磨损率降到最低,并在转速为80 r/min时较纯PTFE降低了93.56%。观察分析微观形貌发现,随着GF含量的增大,复合材料的磨损机理逐渐由纯PTFE的犁耕磨损和粘着磨损向磨粒磨损转变,当GF含量为25%时,出现轻微的疲劳磨损。     

纳米碳化硅改性聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

采用不同偶联剂对纳米碳化硅进行表面处理后,制备了聚四氟乙烯/纳米碳化硅复合材料,考察了偶联剂种类和含量随载荷变化对复合材料摩擦磨损性能的影响,并利用扫描电子显微镜观察和分析了复合材料磨损表面形貌及其磨损机理。结果表明,经表面处理的纳米碳化硅填充后的复合材料硬度和摩擦磨损性能均有提高,以钛酸酯偶联剂（NDZ101）处理效果最好;随着偶联剂含量的增大,钛酸酯偶联剂（NDZ101）处理的复合材料的磨损量和摩擦因数均增大,偶联剂最佳含量为填料质量的1 %;偶联剂处理后的纳米碳化硅与基体之间形成了良好的界面,复合材料的磨损以黏着磨损和磨粒磨损为主。     

纳米SiO2与玻璃纤维混杂增强聚酰胺6复合材料的摩擦磨损性能研究

采用MM-200型摩擦磨损试验机对干摩擦条件下纳米SiO2与玻璃纤维混杂填充聚酰胺6(PA6)复合材料与45#钢对摩时的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,纳米SiO2和玻璃纤维混杂可以显著改善PA6复合材料的摩擦磨损性能,以5 %的SiO2和20 %的玻璃纤维增强PA6的耐磨减摩性最好。扫描电镜分析表明,纯PA6的磨损以黏着和犁削为主。当载荷较低时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的磨粒磨损,但当载荷较高时,复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的疲劳磨损。     

Kevlar纤维的表面改性研究

采用甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和环氧树脂(EP)混合制得的表面改性剂对Kevlar纤维进行表面接枝处理,利用扫描电子显微镜观察Kevlar纤维改性前后的表面形貌及改性Kevlar纤维与弹性体间剥离界面的破坏形貌,用衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪分析Kevlar纤维改性前后表面化学基团的变化,研究了改性效果和机理。结果表明,TDI和EP发生了化学反应,改性剂可在Kevlar纤维表面引入活性基团,从而显著改善了Kevlar纤维与聚合物基体之间的界面粘合状态。     

聚甲亚胺改性MC尼龙复合材料干摩擦磨损特性

通过原位聚合法制备出由两种不同化学结构聚甲亚胺改性的MC尼龙复合材料,利用环-块形式对比研究了与45#钢环对磨时在不同磨损条件下的干摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜对其磨损机理进行了分析。结果表明:在所测试的条件下,MC尼龙及其复合材料的摩擦系数随载荷的增加而逐步下降,聚甲亚胺在大多数条件下能够改善复合材料的耐磨损性能;在低速低载时,MC尼龙及其复合材料的磨损表面发生了明显的塑性形变,磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损;高速高载时,磨损机理主要为粘着磨损和疲劳磨损。     

The Friction and Wear of Aramid Fiber-Reinforced Polyamide 6 Composites Filled with Nano-MoS2

The friction and wear behaviors of aramid-filled PA 6 composites filled with and without nano-MoS₂ were investigated on an end-face tribometer through rubbing against ASTM 1045 steel under dry friction. The experimental results indicated that the wear rate and the friction coefficient of PA 6 decreased with the addition of nano-MoS₂. The friction coefficients of PA 6 composites filled with aramid fiber are lower than those without nano-MoS₂. The main wear mechanisms under dry sliding condition are the plastic deformation and mechanical microploughing. For best combination of friction coefficient and wear rate, the optimal volume content of MoS₂ in the composites appears to be 10 vol %.     

混杂纤维对摩擦材料性能影响的研究

本文采用腰果壳油、三聚氰胺改性粉末酚醛树脂为基体,陶瓷纤维、钛酸钾晶须和kevlar纤维混杂制备制动摩擦材料,研究了不同混杂纤维含量对摩擦材料摩擦磨损性能影响。结果表明,增强纤维含量过低或者过高均会导致摩擦材料摩擦性能的降低。陶瓷纤维、钛酸钾晶须和kevlar三种增强纤维混杂使用能够提高并稳定制动摩擦材料的摩擦系数,对降低摩擦材料的磨损率有明显的作用。推荐在纤维混杂摩擦材料配方中采用25％的纤维含量和3％的Kevlar纤维含量。     

莫来石陶瓷的摩擦磨损特性

采用环-块式摩擦副,研究了自相配莫来石陶瓷在不同的介质和载荷下的摩擦磨损特性.试验结果显示,莫来石陶瓷以水为介质时在20N、以机油为介质时在1000N附近存在磨损突变.磨损突变前主要的磨损机理为塑性变形和犁耕;磨损突变后断裂磨损成为主要的磨损机理.机油为介质时,磨损率与载荷基本成线性关系;在以水为介质时,磨损突变前,这种关系更接近于0.40次幂.弹性模量和抗弯强度高、断裂韧性和硬度低的样品,其磨损率高.通过扫描电子显微镜形貌观察,发现在水为介质时,磨损表面被一层反应膜所覆盖.     

聚四氟乙烯/纳米氮化钛复合材料的摩擦磨损性能研究

利用摩擦磨损试验机考察了填料含量及载荷对纳米氮化钛(TiN)填充聚四氟乙烯(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,探讨了磨损机理。结果表明,纳米TiN可以提高PTFE的硬度和耐磨性,当纳米TiN质量分数为7%时,PTFE纳米TiN复合材料的磨损量最小;随载荷的增大,PTFE/TiN复合材料的磨损量增加。PTFE纳米TiN复合材料的摩擦因数比纯PTFE小。     

纳米填充环氧树脂/玻璃纤维复合材料的摩擦磨损性能研究

分别将纳米三氧化二铝（Al2O3）、纳米二氧化钛（TiO2）、纳米二氧化硅（SiO2）颗粒和碳纳米管(CNTs)填充到环氧树脂(EP)/玻璃纤维(GF)复合材料中,制备了纳米填充EP/GF复合材料,GF的体积含量为30 %。用环块摩擦试验机研究了纳米填充物对EP/GF复合材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明,1.0 %（质量分数,下同）的CNTs能够较大幅度地降低复合材料的摩擦因数和磨损率,而纳米Al2O3、纳米TiO2和纳米SiO2颗粒可以明显提高复合材料的耐磨损性能。     

三维正交机织玄武岩/芳纶混编复合材料的拉伸和剪切性能研究

本文设计和制作了两种混杂模式的三维正交机织玄武岩/芳纶混编复合材料,分别是层间混杂和层内混杂模式。对其拉伸性能和剪切性能进行了测试和分析,结果表明,层内混杂复合材料的拉伸性能和剪切性能比层间混杂复合材料的好,层内混杂复合材料的归一化强度和归一化模量分别比层间混杂复合材料的高22.12%和16.9%,层内混杂复合材料的剪切强度和剪切模量分别比层间混杂复合材料的高19.61%和26.03%;对于层间混杂复合材料,纬向的归一化强度比经向的高4.06%,但厚度方向上纱线的存在和织造工艺中经纱预加张力的影响,使纬向的归一化模量比经向的降低11.44%。     

碳纳米管改性PTFE复合材料摩擦磨损性能

以强酸氧化后不同含量的碳纳米管(CNTs)为填料制备了聚四氟乙烯(PTFE)/CNTs复合材料,研究其摩擦磨损情况。结果表明:CNTs填充质量分数为0,1%,3%,5%,7%时,PTFE/CNTs复合材料的摩擦系数随转速的增大而增大;20,40,60,80 r/min转速下,复合材料摩擦系数随碳纳米管填充质量分数的增加先增大后减小,当填充量为5%时,各转速下的摩擦系数均达到最大值。三维视频显微镜观察样品的表面磨痕深度并计算试样平均体积磨损率,发现填充CNTs可显著降低复合材料体积磨损率,当填充量大于5%后,复合材料体积磨损率增大。扫描电子显微镜观察发现:CNTs质量分数小于5%时,CNTs有效抑制PTFE的犁削,这种抑制作用随CNTs质量分数增大而增大,当质量分数为7%时,PTFE/CNTs复合材料犁削加剧,其原因为CNTs发生团聚,对PTFE分子链的约束作用弱化,使得分子链被拉出结晶区域。     

混杂填充UHMWPE复合材料的摩擦与磨损性能

制备了多相混杂填充超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）复合材料，研究其摩擦、磨损性能。结果表明，填料的加入可以缩短磨合期，延长稳定磨损期。多相混杂复合材料具有较低的摩擦因数，较好的耐磨性能。含质量分数为70％UHMWPE、质量分数为5％CF（碳纤维）、质量分数为10％PHBA（聚苯酯）、质量分数为15％PTW（六钛酸钾晶顺）的复合材料具有最好的性能，其摩擦因数低、磨痕宽度小、受摩擦速度和载荷的影响也比较小。磨损表面扫描电镜照片显示，纯UHMWPE表面较为粗糙，呈现粘着磨损和疲劳磨损特征，混杂填料试样表面光滑，不存在疲劳磨损特征。     

硅纳米材料与玻璃纤维混杂填充PA6复合材料的摩擦磨损性能研究

采用MM-200型摩擦磨损试验机对在干摩擦条件下3种硅纳米材料（纳米SiC、SiO2及Si3N4）与玻璃纤维混杂填充聚酰胺6（PA6）复合材料与45#钢对磨时的摩擦磨损性能进行了研究,并采用扫描电子显微镜对复合材料的磨损表面进行了观察。结果表明,3种纳米硅材料都能减小复合材料的摩擦因数,其中以纳米SiO2与玻璃纤维混杂效果最佳,纳米SiC、SiO2及Si3N4的最佳含量分别为3 %、5 %和3 %。纳米SiO2和纳米Si3N4能够提高复合材料的耐磨性,而纳米SiC会导致复合材料的磨损量增大。     

MCPA6/改性聚硅氧烷复合材料的摩擦磨损性能

采用阴离子聚合法制备了浇铸尼龙6(MCPA6)/改性羟基封端聚二甲基硅氧烷(MHPDMS)原位复合材料,研究了不同MHPDMS含量对复合材料在水润滑及干摩擦条件下的摩擦磨损性能影响。结果表明,在干摩擦条件下,复合材料的摩擦系数随滑动时间增加先增大后减小最后达到平衡,随着MHPDMS含量的增加,复合材料在稳定阶段的摩擦系数变化不大,但是磨损量逐渐减小,MHPDMS质量分数为4%的复合材料磨损量仅为MCPA6的25%;在水润滑条件下,复合材料的摩擦系数随滑动时间增加先增大后平衡,随着MHPDMS含量的增加,复合材料的稳定摩擦系数基本没有变化,磨损量先减小后增大,当MHPDMS质量分数为2%时,磨损量最小,为MCPA6的50%左右。复合材料在水润滑条件下的稳定摩擦系数比干摩擦条件下的小,但磨损量比干摩擦条件下的大很多。复合材料在干摩擦条件下的磨损机理主要是粘着磨损和疲劳磨损,而在水润滑条件下主要为犁削磨损和磨粒磨损。