Gr和SiC混杂增强铝基复合材料与铸铁的摩擦磨损性能对比

对比研究了碳化硅（ＳｉＣ）,石墨（Ｇｒ）混杂增强铝硅合金复合材料（Ａｌ－Ｓｉ／ＳｉＣ＋Ｇｒ）与铸铁,以及基体铝硅合金的干磨擦磨损性能。     

SiC和石墨颗粒混杂增强铜基复合材料的摩擦磨损性能

采用粉末冶金方法制备了SiC和石墨混杂增强铜基复合材料,研究了该复合材料在不同载荷条件下的摩擦磨损性能,并通过观察磨损表面形貌,研究其磨损机理。结果表明:在摩擦过程中,SiC颗粒作为载荷的主要承载单元,起到了较好的硬质承载支点的作用,石墨颗粒则发挥了较好的自润滑减摩效果,二者协同作用明显提高了铜基复合材料的耐磨性;该复合材料的磨损机理主要以磨粒磨损为主。     

微米SiCp增强铝基复合材料摩擦磨损性能研究

以微米级(14μfm)SiCp和微米级Al粉(100～200目)为原料，采用冷压烧结和热挤压方法制备出不同体积分数的微米SiCp增强Al基复合材料，研究了它的耐磨性能。结果表明在较高载荷下，SiCp的体积分数为1．5％和5．0％的SiCp／Al基复合材料耐磨性比市售挤压态锡青铜QSn6．5—0．4和纯Al高得多，且随SiCp含量增加，复合材料的耐磨性能提高；磨损表面形成Al基体 弥散分布SiCp的理想耐磨组织。     

PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

用机械共混、冷压成型烧结的方法制备了纳米SiO2/石墨/玻璃纤维/PTFE复合材料试样。用MM-200型磨损试验机测试了在干摩擦条件下不同载荷时各试样的摩擦磨损性能;用扫描电镜对磨损后试件表面进行观察和分析。研究结果表明：纳米SiO2和玻璃纤维有效提高了PTFE的承载能力,石墨的加入起到了减小摩擦的作用;在本试验条件下,在摩擦过程中三元混合填充PTFE复合材料在偶件表面形成了转移膜,减少了复合材料与偶件的直接接触,因而表现出优异的抗磨性。     

硅酸铝／ZL101复合材料的摩擦性能

利用液诚浸渗法制备了硅酸铝短纤维／ＺＬ１０１复合材料,并对其显微组织、摩擦性能及摩擦机制进行了分析。结果表明,硅酸铝短纤维／ＺＬ１０１复合材料的耐磨性远高于ＺＬ１０１合金,且其摩擦系统明显低于ＺＬ１０１合金,热处理对得合材料及ＺＬ１０１合金的摩擦系数及其耐磨性均有影响,ＭＭＣ的摩擦磨损机理以氧化－磨粒磨损为主,其摩擦力主要由基体与对磨环的粘着生产。     

Al2O3纤维填充PTFE复合材料摩擦磨损性能分析

利用M-200型摩擦磨损试验机考察了填料含量及载荷对粉状Al2O3纤维填充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及磨损机理。结果表明：Al2O3纤维填料可提高PTFE的硬度，从而可提高PTFE的耐磨性，但复合材料中Al2O3含量较高时会导致磨粒磨损，且AL2O3含量越高相应的磨粒磨损越严重。在本试验条件下，当Al2O3的质量分数为20%左右时，PTFE复合材料的耐磨性最佳；PTFE复合材料同钢对磨时的摩擦系数比纯PTFE大，且随Al2O3含量的增加而增大。     

硬碳填充PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

以硬碳为填料制备了PTFE基复合材料,并研究了该复合材料在干摩擦条件下与不锈钢对摩时的摩擦磨损行为,并探讨其磨损机制.实验结果表明:硬碳能提高FIFE硬度,硬碳/PTFE复合材料的耐磨性能明显优于纯PTFE.其摩擦因数随着硬碳含量的增加而减小.复合材料的摩擦表面SEM观察发现:纯PTFE摩擦表面分布着较明显的犁削和粘着磨损的痕迹,硬碳/PTFE的磨痕较浅,表明硬碳作为填料可有效地抑制FTFE的磨损.     

碳化硼增强铝基复合材料的摩擦磨损性能

为了比较两种含量不同的碳化硼颗粒增强铝基复合材料的摩擦学性能,将其加工成销试样,在多功能摩擦磨损试验机上分别与钢盘试样进行对比摩擦磨损试验,重点研究了接触载荷和相对滑动速度对两种复合材料摩擦磨损性能的影响.结果表明:碳化硼增强铝基复合材料的磨损量随载荷与相对滑动速度的增大而增大,而摩擦因数随载荷与相对滑动速度的增大而减小,较高碳化硼含量的复合材料的耐磨性能比较低含量的复合材料好.     

黏结剂对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用硅橡胶、丁腈橡胶共混改性酚醛树脂黏结剂,利用湿法工艺制备纸基摩擦材料试样。借助湿式摩擦性能试验机以及扫描电镜研究橡胶改性酚醛树脂黏结剂对纸基摩擦材料摩擦磨损性能和表面形貌的影响。实验结果表明:与单纯采用酚醛树脂黏结剂相比,使用丁腈橡胶-酚醛树脂共混黏结剂提高了纸基摩擦材料的静摩擦因数,但动摩擦因数和耐磨性能有所降低;而使用硅橡胶-酚醛树脂共混黏结剂不仅提高了纸基摩擦材料的动、静摩擦因数,也使其耐磨性能有所提升。     

碳纳米管增强PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

以不同含量的CNTs(碳纳米管)为填料制备了PTFE基复合材料,测量其硬度,在M-2000型摩擦磨损试验机上研究其摩擦磨损行为。结果表明,CNTs能提高PTFE的硬度,CNTs/PTFE复合材料的耐磨性能明显优于纯PT-FE,当CNTs的质量分数为3%时,复合材料的耐磨性能大幅度提高。其摩擦因数随着CNTs含量的增加而加大,当CNTs的质量分数为1%时,摩擦因数随载荷的增加而减少,CNTs的质量分数为3%和5%时,摩擦因数随载荷的增加而增大。SEM观察发现:纯PTFE的断面上分布着大量的带状结构,而填充CNTs后,摩擦表面较平整光滑,表明CNTs作为填料可有效地抑制PTFE的犁削和粘着磨损。     

碳材料填充 PTFE 复合材料摩擦磨损性能

利用 MM-200 型磨损试验机考察了石墨、碳纤维、硬碳和软碳填充 PTFE 复合材料的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机制.结果表明,碳材料可以不同程度地提高 PTFE 的耐磨性,它们对PT-FE 耐磨性的提高程度各不相同,其中以硬碳填充 PTFE 复合材料的磨损质量损失最小,石墨填充 PTFE 复合材料的磨损质量损失较大;不同填充材料对 PTFE 摩擦因数的影响各不相同,其中石墨填充 PTFE 的摩擦因数较小.石墨、软碳填允复合材料磨损机制以粘着磨损为主,硬碳、碳纤维复合材料,则表现为粘着磨损和磨粒磨损.     

Friction and Wear of Fiber Composites with Abrasive Particles on Contact Surface

A friction and wear model of fiber composite material with abrasive particles on a contact surface has been proposed. The problem of a composite material friction in which fibers are perpendicular to a friction surface and a rigid counterbody separated by a layer of spherical rigid particles has been considered. The effect of the material and abrasive particles’ properties on the wear rate and surface degradation has been determined. A comparison of the obtained results with the experimental data has been performed.     

短玻纤填充PTFE复合材料磨损性能研究

用机械共混、冷压成型和烧结的方法制备了不同质量分数(10％～40％)的短玻纤填充PTFE复合材料样品。用MM-200型磨损试验机评价了不同样品在于摩擦定载荷条件下的磨损性能；用扫描电子显微镜(SEM)对试样的磨损表面进行了观察分析。结果表明：在所采用的实验条件下，随短玻纤含量的增加，抗磨损性能先增大后减小，在含量为30％取得最佳抗磨损性能。     

软碳填充PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

以不同含量的软碳为填料制备了PTFE基复合材料,测量了其机械性能,在M-2000型摩擦磨损试验机上研究其摩擦磨损行为,并探讨了其磨损机制.结果表明:软碳能提高PTFE复合材料的硬度,软碳/PTFE复合材料的耐磨性能优于纯PTFE,当软碳质量分数为7%时其耐磨性能最好.复合材料的摩擦因数随着软碳含量的增加而增加.摩擦表面的SEM观察发现:纯PTFE的摩擦表面分布着较明显的犁削和黏着磨损的痕迹,复合材料的摩擦表面均出现犁削,随着软碳含量的增加,犁削现象减轻,这表明以软碳作为填料可有效地抑制PTFE的磨损.     

固体润滑剂对碳纤维增强尼龙复合材料摩擦学性能的影响

分别制备了PTFE／碳纤维、MoS2／碳纤维混杂增强的尼龙66复合材料,用MM-2000型摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能,用SEM和XPS分析了磨损表面。结果表明：PTFE／碳纤维混杂增强可以明显改善尼龙复合材料摩擦学性能;MoS2／碳纤维混杂增强没有改善复合材料的摩擦学性能;MoS2在摩擦过程中氧化生成的MoO3充当了摩擦副之间的磨粒,其磨损机理推测为粘着和磨粒磨损的综合作用。     

改性碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能

采用双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(Si69)和乙烯基三乙氧基硅烷(A151)对PAN基碳纤维(CF)进行表面改性处理,利用SEM、FTIR、EDX对改性前后的CF进行表征,测量接触角和表面能、力学性能和界面性能;通过湿法成形技术,制备不同改性CF增强聚酰亚胺纸基摩擦材料,并测试其孔隙率和摩擦学性能。结果表明:与未改性CF相比,Si69和A151能够有效地增加CF表面粗糙度,且新基团的引入使接触角变小,提高了CF表面活性,改善了纤维与树脂之间的结合力,使得A151-CF表面能增加了37.3%,Si69-CF表面能增加了109.4%,A151-CF/聚酰亚胺复合材料界面性能增加了19.1%,Si69-CF/聚酰亚胺复合材料界面性能提高了45.3%;相比未改性CF,Si69改性CF使纸基摩擦材料孔隙率下降了20.2%,A151改性CF使纸基摩擦材料孔隙率下降了8.8%;表面改性CF能够提高纸基摩擦材料的摩擦学性能,其中Si69改性CF增强纸基摩擦材料摩擦学性能优于A151改性CF增强纸基摩擦材料。     

Friction and Wear Properties of Polyimide-Based Composites with a Multiscale Carbon Fiber-Carbon Nanotube Hybrid

A multiscale carbon fiber-carbon nanotube (CF-CNT) hybrid was fabricated via chemical method, and then the corresponding polyimide (PI) composites were prepared using hot pressing technique. The microstructure and chemical composition of the CF-CNT hybrid were characterized, and its enhancement mechanisms on the tribological properties of PI were investigated systematically. Results showed that the CF-CNT hybrid had many functional groups and increased roughness, which was good for ameliorating the interfacial combination between the CF and PI matrix, further indicating that the PI/CF-CNT composite possesses excellent friction and wear properties. The friction coefficient and wear rate of the PI/CF-CNT composite were 0.213 and 1.79 × 10^?6 mm³/Nm, i.e., a decrease of 22 and 72%, respectively, compared to pure PI. In particular, the friction coefficient and wear rate of the PI/CF-CNT composite decreased with increasing applied load or sliding rate, suggesting that PI/CF-CNT was an excellent self-lubricating material. This was closely related to the enhanced interfacial adhesion between CF and PI. More importantly, CNT onto a CF-CNT hybrid surface could stretch into the PI matrix, which had a reinforcing effect on the PI matrix and also, just like many fibrous roots around the main root of a tree, helped the CF not break under repeated stresses during the friction and wear process, even under high load or sliding rate.