表面改性硅灰石纤维填充PTFE复合材料的摩擦学性能

用KH550硅烷偶联剂表面改性的硅灰石纤维(WF)填充PTFE,在MPX-2000型磨损试验机上研究复合材料的摩擦磨损性能,并与经典的炭纤维(CF)填充PTFE复合材料进行比较。采用SEM对磨损面和对偶面进行分析。结果表明:较高载荷(200和300 N)下复合材料摩擦因数随WF含量变化的幅度不大,较稳定地维持在较低值;细小尺寸WF填充PTFE复合材料的耐磨性能较好,在WF质量分数为10%时,复合材料的磨损量只有相同含量CF填充PT-FE复合材料的81%;细小尺寸WF填充PTFE复合材料的磨损面较为平整,存在轻微黏着磨损,其对偶面转移膜平整光滑、结构致密;而CF/PTFE复合材料磨损面存在许多裸露和碎断的CF,犁削和磨粒磨损是主要的磨损形式。     

水润滑条件下制动材料摩擦学性能研究进展

汽车刹车片摩擦因数在雨天或湿润的环境里衰退到非常低的水平是一个很严重的问题,直接威胁到交通安全。但目前国内外关于摩擦材料的试验规范并没有涉及到水润滑条件,相关的研究应越来越受到人们的重视。介绍摩擦材料在水润滑条件下的摩擦性能及相关研究的现状,对比干、湿2种条件下的摩擦机制,表明水作为一种冷却介质和润滑介质,对摩擦材料性能产生了复杂的影响。提出水润滑条件下摩擦材料的研究方向。     

混杂纤维增强材料在水润滑条件下的摩擦学性能研究

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为基体,芳纶/玻纤混杂纤维为增强纤维,经热压烧结制备一种矿井提升系统的摩擦材料,在水润滑条件下研究其摩擦学性能,并用扫描电镜(SEM) 观察材料的磨损形貌。结果表明,添加混杂纤维的摩擦材料相比未添加混杂纤维的摩擦材料具有更好的摩擦学性能,表现为低的摩擦因数和磨损率以及稳定的摩擦学性能。摩擦过程中,添加混杂纤维的材料的磨损机制为疲劳和塑性变形,未添加混杂纤维的材料的磨损机制主要表现为疲劳、犁沟以及少量黏着磨损。     

热固性轮缘润滑材料摩擦学性能研究

为解决湿式轮缘润滑法承载能力差、污染环境等问题,以热固性树脂和润滑剂MoS_2为主要原料,采用模压方法制备2种热固性固体轮缘润滑材料;利用M-200型摩擦实验机考察其摩擦磨损性能,利用X-射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜等手段分析材料的物相成分、组织结构以及磨损后表面形貌和成分等,并分析材料的润滑和磨耗机制。结果表明:制备的2种热固性润滑材料中,含摩擦改性剂的1号润滑材料的力学性能优于不含摩擦改性剂的2号润滑材料,并且其在摩擦过程中形成了均匀连续的转移膜,因摩擦因数低而稳定,磨损率也较低。摩擦改性剂的加入促进了热固性树脂的固化以及润滑剂在热固性树脂中的分散,使得材料的力学性能更优;摩擦改性剂与润滑剂MoS_2起协同作用,促进了均匀转移膜的生成,进而提高了固体润滑材料承载力和耐磨性。     

组装改性碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能

采用十八烷基磷酸酯对碳纤维表面进行组装改性,用红外光谱仪对改性前后的碳纤维进行表征,并测量其静态接触角;研究组装改性碳纤维增强PEEK复合材料的摩擦学性能。结果表明：纯十八烷基磷酸酯组装改性的碳纤维粉体接触角高达120°,展现强疏水性;干摩擦条件下,组装改性碳纤维增强复合材料磨损率表现出先降低后升高的趋势,碳纤维质量分数为10%时磨损率和摩擦因数均达到最低,并且纯十八烷基磷酸酯改性效果最好,改性后的复合材料磨损面光滑,耐磨性能明显提高。     

改性尼龙水润滑轴承摩擦学性能试验研究

针对舰艇推进系统用水润滑轴承低噪声设计需求,研制改性尼龙（PA）的轴承材料及轴承样机,利用多功能摩擦磨损试验机对改性PA材料样品进行摩擦学性能试验,并与丁腈橡胶和赛龙SXL材料的摩擦学性能进行对比;在水润滑轴承试验台上开展PA轴承样机转速特性试验和载荷特性试验,获取不同比压和转速下摩擦因数和振动特性数据。研究结果表明：与丁腈橡胶和赛龙SXL材料相比,改性PA材料具有摩擦因数小、磨损率低的优点;低转速下,水润滑轴承摩擦因数随转速增大而减小,随比压增大而增大,转速增加至100 r/min后,摩擦因数变化趋势逐渐减缓;在工作转速范围内改性PA材料水润滑轴承无异常摩擦振动和噪声。研究结果为舰艇低噪声水润滑艉轴承设计提供参考。     

改性水润滑聚乙烯材料摩擦学性能的模糊综合评价

综合摩擦磨损试验和模糊综合评价方法,评价质量分数0.5%、1%、3%愈疮树脂改性的高密度聚乙烯的综合摩擦学性能。将摩擦因数、磨损量、摩擦因数的稳定性与试验的具体工况相结合,构建综合评价模型,通过模糊综合评价方法计算出模型中各评价指标的权重。结合试验数据,计算出每种材料的摩擦学性能综合评价指数。结果表明,愈疮树脂质量分数为0.5%的复合材料的综合评价指数最小,可以得出该高密度聚乙烯复合材料摩擦学性能最好。该结论与文献所得的结论一致,验证了该方法的可行性。     

Ekonol填充PTFE三层复合材料摩擦学性能研究

在端面摩擦磨损试验机上对Ekonol填充PTFE三层复合材料试样进行了常温干摩擦实验,探讨了Ekonol含量对材料摩擦磨损性能及磨损机制的影响.结果表明,随着Ekonol含量的增加,材料的摩擦因数逐渐增大,但总体上比较小(<0.14),表现出了较好的摩擦性能,同时材料的耐磨损性能随Ekonol含量的增加而增大,说明Ekonol的加入有利于改善材料的摩擦学性能.     

CaF2填充PTFE三层复合材料摩擦学性能研究

制备了氟化钙CaF2填充PTFE三层复合材料,并在端面摩擦磨损试验机上对其进行了常温干摩擦及预浸油摩擦实验,探讨了CaF2含量对材料摩擦磨损性能及磨损机理的影响.结果表明,随着CaF2含量的增加,材料的摩擦因数逐渐增大,但添加少量CaF2时材料的耐磨损性能明显提高,说明少量CaF2的加入有利于改善材料的综合摩擦磨损性能.     

PTFE基复合材料海水润滑下的摩擦学性能研究

研究碳纤维/聚四氟乙烯（CF/PTFE）、玻璃纤维/聚四氟乙烯（GF/PTFE）复合材料与氮化硅陶瓷配副在海水环境下的摩擦学性能与润滑机制,分析滑动速度对摩擦副海水润滑性能的影响规律。结果表明：在海水润滑条件下,随着滑动速度的增加,PTFE、CF/PTFE、GF/PTFE材料与Si3N4陶瓷配副时的摩擦学性能均有明显改善,摩擦因数与磨损率均呈显著降低的趋势,其中CF/PTFE复合材料表现出更为优异的摩擦学性能,在1 000 r/min滑动速度下摩擦因数低至0.026。磨损表面表征结果表明,在海水润滑条件下,PTFE基复合材料在摩擦过程中由于摩擦化学反应生成了润滑膜,可为摩擦副提供良好的润滑和减磨作用,从而减少摩擦磨损行为的发生。     

水凝胶/热塑性聚氨酯复合材料在水润滑条件下的摩擦学性能

为提高水润滑轴承的承载能力,利用水凝胶在水润滑条件下的水合作用来改善热塑性聚氨酯（TPU）轴承材料的摩擦学性能。利用聚乙烯醇、海藻酸钠、壳聚糖等材料制备水凝胶颗粒,并通过熔融共混法制备水凝胶/TPU复合材料;在0.3和0.5 MPa的载荷下测试复合材料的摩擦磨损性能,利用激光干涉表面轮廓仪和扫描电子显微镜观察其磨损表面形貌,分析其磨损机制。结果表明：水凝胶微粒可以通过水合润滑改善摩擦副的润滑条件,从而降低摩擦因数和磨损量,提高复合材料的摩擦性能;水凝胶质量分数4%时复合材料具有最佳的摩擦磨损性能,其在0.3和0.5 MPa工况下相对于TPU试样的平均摩擦因数减少率分别为52.31%和43.94%。研究结果为开发高性能水润滑轴承材料提供了一种方法。     

氧化镧改性树脂基复合材料摩擦学性能研究

为克服树脂基制动材料易产生热衰退而失效的问题,在热压成型的树脂基制动摩擦材料加入氧化镧进行改性。通过正交试验方差分析获得摩擦学性能较优的配方,通过X-DM摩擦试验、磨损表面形貌分析等手段探讨氧化镧对材料在不同温度下的摩擦学性能的影响,并探讨其摩擦磨损机制。结果表明:摩擦材料配方组分及质量分数分别为氧化镧21. 6%、酚醛树脂12. 9%、硅酸铝纤维12. 9%、竹纤维2. 6%,其他填料50%时可获得较优的摩擦磨损性能;加入适量的氧化镧不仅能够稳定低温、高温摩擦因数,还能降低磨损率,减少热衰退的产生;在树脂基制动摩擦材料中加入适量的氧化镧后,其磨损形式由磨粒磨损为主转变为黏着磨损为主,且磨损表面出现大面积连续的摩擦膜。     

碳纤维增强PI聚合物在海水润滑下的摩擦学性能研究

利用MCF 10耐海水腐蚀摩擦磨损试验机考察不同含量碳纤维（CF）增强的聚酰亚胺（PI）聚合物在海水润滑条件下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜（SEM）观察磨损表面形貌,分析材料磨损机制。结果显示,CF填料能够有效地提高PI在海水中的耐磨性,其耐磨性能随着CF添加量的增加先上升后下降,当CF体积分数为20%时,PI复合材料的抗磨性能最好,这是因为耐磨性好的CF承担了摩擦过程中的大部分载荷,抑制了PI的磨损;CF的加入增强了PI复合材料对对偶面的刮擦和犁耕作用,导致摩擦因数升高并出现较大幅度的振荡,不同CF添加量的PI复合材料的摩擦因数差不大;纯PI的磨损主要表现为黏着磨损和机械犁耕,CF增强PI的磨损主要是基体的磨粒磨损和填料的磨平和折断。     

织物纹理在润滑条件下摩擦学性能的研究

对涤纶织物表面的纹理进行摩擦学性能试验研究。将表面为斜纹、平纹、仿平的3种纹理的涤纶织物试样分别黏附在45#钢盘表面,与直径为4mm的GCr15销配副,分别在机油和石蜡润滑下,在UMT-Ⅱ销-盘试验机上进行试验,研究其在不同速度和载荷下的摩擦学性能。结果表明,不同纹理的涤纶织物,相对于光滑试样均能显著降低摩擦因数,但其需要相对较长的跑合时间才能进入稳定的摩擦状态;润滑液黏度较高时,带有斜纹纹理的涤纶织物摩擦因数最低,润滑液黏度较低时,带有仿平纹理的涤纶织物摩擦因数最低。     

油溶性氧化石墨烯的制备及在润滑油中的摩擦学性能

以长链脂肪族十八烷基胺(ODA)为改性剂,对氧化石墨烯(GO)进行表面化学修饰得到改性氧化石墨烯(GO-ODA)。考察GO-ODA作为CD/10W-40润滑油添加剂的分散稳定性,采用红外光谱、X射线衍射谱、扫描电镜和X射线光电子能谱等手段对GO-ODA的结构和形貌进行表征,采用四球摩擦试验机对GO-ODA在CD/10W-40润滑油中的摩擦学性能进行测试。结果表明:通过酰胺化反应可以在GO表面成功接枝ODA,改性后GO在润滑油中分散稳定性显著提高,静止30天没有任何沉淀。摩擦磨损测试发现,质量分数为0.01%的GO-ODA,可使CD/10W-40润滑油的摩擦因数下降16%左右,磨斑直径减小10%;GO-ODA的磨损机制主要表现为塑性变形、黏着磨损和磨粒磨损。     

稀土化合物改性复合材料在油润滑下的摩擦学性能

以竹纤维为增强相,通过稀土化合物改性制备一种树脂基复合材料;采用环块式摩擦磨损实验,研究稀土化合物改性复合材料在油润滑状态下载荷、转速对试样摩擦学性能的影响,以及稀土化合物改性对复合材料试样摩擦学性能的影响;比较干摩擦状态和油润滑状态下复合材料的摩擦学性能,观察和分析试样磨损表面形貌,探讨其磨损机制。实验结果表明:油润滑条件下,稀土化合物改性复合材料的摩擦因数和磨损率都随着载荷的增大而增加;较高载荷下摩擦因数随着转速的增大先增加后减小,而磨损率则呈现逐步增加的趋势;稀土化合物的改性使竹纤维和基体界面结合更为紧密,提高摩擦因数的同时降低了磨损率;在油润滑作用下,试样磨损由干摩擦时的磨粒磨损和疲劳磨损转变成为轻微的疲劳磨损;在油润滑状态下,复合材料处于边界润滑状态,故摩擦因数和磨损率均低于干摩擦。     

复合填充改性聚酰亚胺润滑材料的摩擦学性能研究

采用M-2000 型摩擦磨损试验机考察纳米碳酸钙和石墨复合填充聚酰亚胺(PI) 润滑材料在不同速度和载荷下与GCr15 轴承钢对摩时的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜分析PI 材料及其对偶件磨损表面形貌。结果表明,单独填充纳米CaCO3时,聚酰亚胺摩擦因数轻微减小,体积磨损率显著增大,而单独填充石墨后,聚酰亚胺摩擦学性能有显著的改善;纳米CaCO3和石墨复合填充后,二者存在协同效应,减摩抗磨能力显著提高;PI材料的摩擦学性能与对偶钢环表面转移膜的性质紧密相关,纳米CaCO3能显著增强转移膜与对偶件的结合强度。     

不同润滑条件下多孔MgAl2O4陶瓷摩擦学性能研究

镁铝尖晶石具有化学稳定性好,耐磨、耐腐蚀、热膨胀系数小,绝缘性能好的特点,利用微磨损试验机在不同润滑条件下对多孔结构镁铝尖晶石的摩擦学性能进行测试,并用扫描电子显微镜及能谱仪对其磨损表面形貌进行观察。结果表明:MgAl_2O_4陶瓷微磨损条件下的磨损机制为脆性剥落和黏着磨损;多孔MgAl_2O_4陶瓷在与氮化硅球对摩过程中发生了元素迁移;多孔MgAl_2O_4陶瓷的孔隙结构可以储存润滑介质,在摩擦磨损过程中起到自润滑作用;与干摩擦相比,聚α烯烃(PAO油)润滑和含有碳纳米管的聚α烯烃(PAO+CNT)润滑介质的加入可以有效起到减磨作用,特别是润滑介质为PAO+CNT膏状润滑剂时,减磨效果更为明显,平均摩擦因数由干摩擦时的0.646下降至0.124,下降幅度达到80.8%。     

模拟海洋环境下新型水润滑尾轴承材料摩擦性能研究

利用高密度聚乙烯与不同浓度愈创树脂混合制备系列新型水润滑尾轴承材料,在CBZ 1摩擦磨损试验机上考察其在模拟海洋环境下的摩擦性能,对比分析不同配比材料摩擦因数和磨损量以及磨损表面形貌的变化情况。结果表明,在高密度聚乙烯中加入适量的愈创树脂可很好地改善材料的自润滑性能,且随着愈创树脂含量的增加,材料的摩擦因数和磨损率先减小后增加,这是因为愈创树脂在摩擦过程中会因受热软化分泌出一定量的油脂,有助于摩擦副表面水膜的形成,从而提高材料的摩擦磨损性能;适量愈创树脂的加入可以有效降低材料的表面粗糙度,改善摩擦副的表面性能,从而提高材料的工作稳定性。     

不同离子液体润滑条件下BCN薄膜摩擦学性能研究

利用中频磁控溅射技术,分别溅射硼靶和石墨靶,在单晶硅衬底上制备BCN薄膜;采用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行分析;在1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(L104)和1-正己基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(L-P206)离子液体润滑条件下,利用CSM摩擦磨损试验机考察BCN薄膜/钢球摩擦副的摩擦磨损性能;利用电化学腐蚀方法考察薄膜在离子液中的耐腐蚀性能.实验结果表明:所制备的BCN薄膜均匀、致密,表面粗糙度小;在离子液体润滑剂润滑下,BCN薄膜表现出良好的抗磨减摩性能和抗腐蚀性能;与L-P206离子液润滑剂相比,BCN薄膜在L104离子液体润滑剂润滑下的摩擦学性能更好,这可能与L104离子液体自身的分子结构及其腐蚀性弱有关.