填充剂表面改性对硫化胶磨耗性能及形态的影响

研究了13种表面改性剂对白炭黑填充天然橡胶／顺丁橡胶（NR／BR）硫化胶磨耗性能及其形态的影响，结果表明，改性剂改变了白炭黑和橡胶的结合形式，进而影响硫化胶的耐磨性，其耐磨性的优劣顺序为：硅烷类偶联剂＞表面活性剂＞钛酸酯类偶联剂，SEM照片对硫化胶磨面的形态分析起到了宏观力学性能和微观的结构分析所达不到的作用，硫化胶的耐磨性越差，其磨纹表面的凸棱越粗。     

炭黑/蒙脱土并用对 HNBR复合材料性能的影响

为提高HNBR/OMMT纳米复合材料的性能,在分析螺杆泵定子橡胶实际破坏形式的基础上,结合各种检测手段研究炭黑的最佳加入份数以及炭黑/蒙脱土材料并用的效果.结果表明:炭黑N330用量对材料的硫化时间影响较小,但能显著提高门尼粘度和邵氏硬度;对HNBR/OMMT复合材料的机械性能、阿克隆磨耗性能及耐原油介质老化等性能进行...     

TiCp/Ti6Al4V复合材料的耐磨性及磨损机制

为表征颗粒增强钛基复合材料在恶劣的磨粒磨损条件下的磨损行为,对熔铸法制备的TiCP/Ti6Al4V进行了磨粒磨损条件下的耐磨性试验,并利用SEM、EDX等技术分析了复合材料的磨损过程及磨损机制.研究表明:TiCP/Ti6Al4V复合材料的抗磨粒磨损性能,总体上随TiC颗粒体积分数的增加而提高,载荷越大、磨损时间越长,复合材料越容易表现出优异的耐磨性能;TiC的形态影响着耐磨性的提高,细小颗粒状或羽毛状TiC单位体积增加对耐磨性的贡献,比枝晶状TiC单位体积增加对耐磨性的贡献大约3.5倍;复合材料在磨损初始阶段,其磨损机制以形成犁削和磨沟为主,形成一次磨屑,随着增强相含量的提高,一次磨屑逐步减少,磨损以犁沟和剥层磨损为主,需要磨粒的反复作用才能形成磨屑,因此,耐磨性得到提高.     

碳纳米管和炭黑在橡胶体系增强的协同效应

分别以碳纳米管、炭黑以及碳纳米管和炭黑复合体作为橡胶补强剂,在开炼机上进行混炼加工制得橡胶复合材料.实验结果表明:与炭黑补强橡胶体系相比,碳纳米管能够提高橡胶复合材料弹性模量、定伸应力、耐磨和导电性能,但复合材料的拉伸强度、撕裂强度、伸长率,黏度以及加工性能都较差;而以碳纳米管和炭黑混合物作为复合补强剂,通过二者的协同补强效应,形成真正意义的"葡萄串"结构,整体地提高了橡胶复合材料的性能.当碳纳米管和炭黑的质量比为1:4时,制备的橡胶复合材料抗撕裂强度(78.4kN/m)、硬度(68)以及磨耗(0.122cm3/km)性能都优于相同含量炭黑橡胶体系;与相同含量的碳纳米管橡胶体系相比,伸长率(470%)和黏度(65 Pa·s)均大大改进.碳纳米管的加入使橡胶复合材料具有优良的动态力学性能,在低滚动滞后性和抗疲劳损失的轮胎胎面胶方面将有潜在的实用价值.     

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。     

超高分子量聚乙烯微粉改性氟橡胶复合材料的摩擦磨损性能研究

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)微粒为填料,制备氟橡胶复合材料的混炼胶,并利用硫化仪表征其硫化历程,在分析橡胶复合材料力学性能的基础上,研究特定工况下填料对该材料的摩擦、磨损行为的影响。结果表明:随着UHMWPE微粒用量增加,氟橡胶混炼胶的硫化速率下降,焦烧时间延长,其复合材料硬度增加,而拉伸强度下降且稳定在7±0.5MPa;UHMWPE微粒的添加能够提高该橡胶材料的耐磨性能,当UHMWPE填料含量为5份时,摩擦系数和磨损率均较低。     

PTFE/金属自润滑复合材料的磨损性能研究

用MM-200磨损试验机对纯PTFE板料、3层复合材料(DU)及钉板型复合材料的工作层在干摩擦定载荷条件下的磨损性能进行了研究;用SEM对磨损试样表面和磨屑形貌进行观察和分析.结果表明:铜和PTFE的复合能提高PTFE的耐磨性并改变其磨屑的形成机理;铜钉板取代传统的平钢板,不仅提高了材料的承载能力,也大大提高了材料的耐磨性能;在干摩擦条件下,纯PTFE板料主要发生粘着磨损和微凸体刨切,3层复合材料主要是磨粒磨损,钉板型复合材料的磨损机理是粘着磨损和磨粒磨损共同作用.     

高岭土的湿法球磨改性及其填充橡胶复合材料的力学性能

以湿法球磨改性高岭土、炭黑、白炭黑作为原材料,对天然橡胶、丁苯橡胶进行填充,制备了橡胶复合材料,主要考察了浆液浓度、改性剂类型、改性剂用量对高岭土粒度的影响,以及填料用量、填料类型、填料配合对橡胶复合材料力学性能的影响.结果表明:高岭土浆液浓度为20％,KH-Si69用量为2.8％时获得最小粒径的改性高岭土;高岭土填充橡胶与纯橡胶相比,其拉伸强度和撕裂强度有较大提高;高岭土的补强作用明显,跟白炭黑相当,与炭黑仍有一定差距;填料配合填充丁苯橡胶时,高岭土可部分替代炭黑、完全替代白炭黑,有效降低制品的生产成本.     

废弃白麻石粉/橡胶的力学性能研究

将山东白麻花岗岩进行粉碎细化,采用不同的偶联剂对白麻石粉进行活化制备白麻石粉/橡胶复合材料.研究了偶联剂的种类、用量及石粉添加量对复合材料力学性能的影响.结果表明:采用5.0%的硬脂酸改性白麻石粉,在100份橡胶中填加30份白麻石粉后,复合材料的力学性能最佳.活化后白麻石粉具有优异的补强效果及理想的加工特性,可替代炭黑...     

C/C/Cu及C/Cu复合材料摩擦磨损行为比较

采用无压熔渗工艺制备一种新型的具有优异耐磨性能的碳纤维整体织物/炭/铜(C/C/Cu)复合材料,在UMT23多功能摩擦磨损测试仪上考察复合材料的摩擦磨损行为,并与粉末冶金方法制备的滑板用炭/铜(C/Cu)复合材料进行了对比分析。结果表明：C/C/Cu复合材料形成了连通状的网络结构,其导电性能及力学性能明显优于传统C/Cu复合材料;2种复合材料摩擦系数相近;2种复合材料及其对偶的磨损率随载荷增大而增大;与C/Cu相比,C/C/Cu的耐磨性较优,且对对偶损伤较小,在70N载荷下更为明显。连通状的网络结构及磨损表面形成的磨屑保护层是C/C/Cu复合材料具有良好摩擦磨损特性的主要原因。     

中压电缆用半导电绝缘屏蔽层胶料的研制

以乙烯-醋酸乙烯酯橡胶和丁腈橡胶为基料,以炭黑为导电填料,通过模压法制备中压电缆用半导电绝缘屏蔽层胶料。考察了炭黑的用量、润滑剂的复配、硫化剂的用量及密炼机混炼工艺对胶料性能的影响。实验结果表明:炭黑用量为45份、润滑剂(微晶蜡∶硬脂酸锌∶润滑剂A的质量配合比为3∶2∶2)、硫化剂用量为3份时,胶料的体积电阻率为21Ω·cm,拉伸强度为15.6MPa,断裂伸长率为260%,门尼黏度为32,邵氏硬度为78,使用性能和工艺性能均能达到中压电缆的性能要求。混炼时间为12min,密炼机转子转速为40r/min,能提高胶料的导电性能和改善胶料的拉伸强度。     

微波烧结和常压烧结对Al2O3-ZrO2陶瓷磨损行为的影响

采用多模微波烧结系统和常压烧结，对Al2O3-ZrO2复合材料的基本性能进行了研究，提出了相关的磨损机理，与常压烧相比，微波烧结可以提高ZTA陶瓷的密度，强度和韧，使其结构均匀，耐磨性提高，常压吉样品的磨损主要是晶粒铲平，磨屑填充体内气孔形成光滑的磨损界面；而向波烧结ZTA陶瓷主要是界面晶粒剥离脱落磨损，载荷的增加使磨损量增大。     

考虑高阶剪切的轮胎Gough刚度模型

轮胎是一种帘线增强橡胶复合材料结构,Gough刚度是表征轮胎侧向变形与磨耗的一个重要参数,但缺乏理论推导。本文基于高阶剪切复合材料梁理论,研究子午线轮胎带束层角度对轮胎侧向变形的影响及Gough刚度的理论基础。在Fiala横梁模型的基础上,将轮胎简化为弹性基础上的复合材料梁。胎侧及胎面胶简化为弹性基础,带束和胎体简化为复合材料梁。考虑高阶剪切位移场及帘线-橡胶材料的各向异性,利用虚功原理建立模型方程,得到了复合材料梁在侧向载荷作用下的小挠度理论解,与有限元结果和已有文献结果对比验证了其合理性。算例分析表明,当胎体等效梁结构的高宽比固定时,对应Gough刚度极大值带束角度是固定的;不同的帘线模量和橡胶模量也会对Gough刚度极大值所对应的带束角度产生不同的影响;带束层厚度对Gough刚度极大值对应的带束角度影响较小。根据Gough刚度极大值准则得到了不同高宽比下的轮胎最佳带束角度,利用实际轮胎解剖结构进行了验证。本文提出的模型为子午线轮胎带束角度优选和磨耗设计提供了理论指导。      

基于GEM模型的炭黑/硅橡胶拉伸传感器的工作原理分析

分析了电阻率和电阻几何系数对基于炭黑/硅橡胶的力敏导电橡胶的"正拉力-电阻特性"(positivetensile coefficient of resistance,PTCR)的影响程度,揭示了力敏导电橡胶拉伸过程的电阻变化机理。在一定拉伸范围内(40%),当导电填料用量处在渗流区中心时,电阻率的增大是引起PTCR效应的主要原因。随着导电填料用量的增大,电阻几何系数的增大成为引起PTCR效应的主要原因。在某一特定导电填料范围内,力敏导电橡胶的"正拉力-电阻特性"还与拉伸长度有关。拉伸长度较小时,电阻几何系数的增大在PTCR效应中占主导;拉伸长度较大时,电阻率的增大在PTCR效应中占主导。     

天然橡胶分子结构对橡胶干磨与湿磨的影响

采用旋转滚筒式磨耗机研究了天然橡胶分子结构对橡胶干磨、湿磨的影响。研究发现,干磨引起的磨损比湿磨引起的磨损大得多,这是因为在干磨的条件下橡胶磨损主要是由粘附摩擦引起的,而在湿磨的条件下橡胶磨损主要是由滞后摩擦引起的。在同样的介质下,随着橡胶分子量的减小,硫化胶的力学机械性能变差,动态损耗因子增加,因此橡胶的磨损随着分子量的减小而增大。     

粉煤灰微珠填充环氧树脂复合涂层耐磨性能的研究

制备了粉煤灰微珠/环氧树脂复合材料涂层,并利用JM-V型磨耗仪对涂层材料进行了磨损试验,研究了粉煤灰微珠含量、微珠粒径以及试验负载和速度对复合涂层耐磨性能的影响。结果表明,随粉煤灰微珠含量的增加,涂层的耐磨性呈先增加后下降的趋势,当填充的微珠质量分数为15%时,复合材料涂层的耐磨性最佳。随微珠粒径的增大,微珠在磨损过程中更加容易破碎,导致复合材料涂层的耐磨性随之下降。对比不同载荷和速度下复合材料涂层的磨损试验结果发现,随负载的增加,复合材料涂层的耐磨性降低;加快试验速度,涂层材料的磨损量也随之变大。     

天然橡胶复合材料极端工况下的磨耗行为及对后续光氧老化的影响

航空轮胎起降时工况极端严苛,日常停放时又会受到热、光和氧的老化作用,2种工况交替作用会加速轮胎失效、严重影响飞机服役安全.文中采用摩擦磨损试验机考察了天然橡胶复合材料在极端工况下的动态磨耗行为,并研究了磨耗损伤对后续光氧老化的影响.扫描电镜、热分析、衰减全反射傅里叶变换红外光谱和交联密度等测试结果表明,磨耗会导致样品摩擦表面严重损伤,破坏橡胶分子主链和交联结构,破坏防老剂,使热分解活化能降低;同时,磨耗引入的样品表面损伤会显著加速后续光氧老化,导致样品表面产生更多的裂纹、氧化产物含量远高于未磨耗样品.     

流变成形压力对Al2Y/AZ91镁基复合材料摩擦磨损行为的影响

采用销盘式摩擦副,在转速为100 r/min干摩擦条件下,结合OM、SEM结果,考察了不同载荷与成形压力对流变成形Al2Y/AZ91镁基复合材料(质量分数2%Y)摩擦磨损性能的影响,并探究耐磨性与材料显微组织、力学性能之间的关系.研究表明:在相同的实验载荷下,随着制备复合材料流变成形压力的增加,材料的磨损质量和摩擦系数减少,本实验条件下最大成形压力为100 MPa时磨损量和摩擦系数最小,摩擦磨损性能较佳;对于在相同成形压力下制备的镁基复合材料,磨损质量随着载荷的提升而增大,而摩擦系数有所降低.当载荷较小时,Al2Y/AZ91镁基复合材料的磨损机制以磨粒磨损为主;随着载荷的增大,磨损机制逐步发生转变;当载荷较大时,磨损机制以剥层磨损为主.     

帘线／橡胶复合材料疲劳测试方法

利用自建的试验系统,采用单向聚酯帘线／橡胶复合材料模拟汽车子午胎的胎体,研究了疲劳载荷下橡胶复合材料的变形和损伤累积特性,讨论了两徊加载方式对疲劳性能的影响,结果表明：定载荷疲劳测试优于伸长疲劳测试,为评价轮胎的疲劳特性,预报轮胎的疲劳寿命提供了有效手段。     

微波烧结和常压烧结对Al2O3-ZrO2陶瓷磨损行为的影响

采用多模微波烧结系统和常压烧结,对Ａｌ_２Ｏ_３－ＺｒＯ_２复合材料的基本性能进行了研究,提出了相关的磨损机理．与常压烧结相比,微波烧结可以提高ＺＴＡ陶瓷的密度、强度和韧性,使其结构均匀,耐磨性提高．常压烧结样品的磨损主要是晶粒铲平、磨屑填充体内气孔形成光滑的磨损界面;而微波烧结ＺＴＡ陶瓷主要是界面晶粒剥离脱落磨损．载荷的增加使磨损量增大．