不同粒径SiC改性PTFE复合材料的力学与摩擦学性能

以纳米碳化硅(SiC)、微米SiC及粉状SiC纤维填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,对PTFE复合材料进行力学和摩擦学性能测试,分析对比不同粒径填料及其质量分数对PTFE复合材料力学和摩擦磨损性能的影响.用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断口形貌进行观察,探讨了复合材料增强机理.对比研究结果表明:不同粒径的SiC均能提高复合材料的硬度和耐磨性,SiC纤雏/PTFE复合材料有较高的拉伸强度和断裂伸长率,其综合性能最好.拉伸断口的微观分析表明:SiC纤维与PTFE界面粘结性能较好,对PTFE复合材料性能有一定的增强效果.     

表面处理Al_2O_3纤维对PTFE复合材料性能的影响

采用钛酸酯偶联剂对Al2O3纤维进行表面处理,介绍Al2O3纤维增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的力学和摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料断面微观形貌的变化。结果表明:经偶联剂处理后的Al2O3纤维/PTFE复合材料的拉伸强度、冲击强度、减摩耐磨性能有所提高。拉伸断面的SEM分析表明:PTFE与偶联剂处理后的Al2O3纤维界面粘结性能较好。     

纳米粒子混合填充聚四氟乙烯复合材料的性能

采用模压成型法制备纳米Si3N4或SiC与纳米Al2O3混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究不同质量分数的纳米Si3N4或SiC与5%纳米Al2O3混合填充对PTFE复合材料力学与耐磨性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料拉伸断面的微观结构,探讨其增强机理.结果表明:纳米SiN4或SiC与Al2O3混合填料均能使PTFE复合材料的硬度和耐磨性提高,且填充Si3N4/Al2O3的PTFE复合材料的硬度、拉伸性能、冲击强度和耐磨性均优于填充SiC/Al2O3的,其中5%Si3N4与Al2O3混合填充的PTFE复合材料有较好的综合性能.微观分析表明:Si3N4/Al2O3在PTFE基体中分散性较好,说明Si3N4与Al2O3具有较好的协同作用.     

偶联剂处理对PTFE/纳米TiC复合材料性能的影响

对纳米碳化钛(TiC)填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料进行力学与摩擦学性能测试,研究纳米TiC质量分数、偶联剂处理对PTFE复合材料力学和摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断口形貌进行观察,探讨复合材料增强机理.研究结果表明:纳米TiC的填充能提高PTFE复合材料的硬度、拉伸强度和耐磨性,但其冲击强度和减摩性能有所下降;偶联剂处理纳米TiC后,复合材料的拉伸强度、冲击强度、减摩性能有所提高.拉伸断口的微观分析表明:偶联剂处理纳米TiC在PTFE基体中有较好的分散性,与基体界面结合较好.     

纳米Si3N4及其混杂填料改性PTFE的性能研究

采用模压成型的方法制备了纳米氮化硅(Si3N4)与二硫化钼(MoS2)、玻璃纤维(GF)、纳米三氧化二铝(Al2O3)混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了PTFE复合材料的力学性能和摩擦学性能。采用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了拉伸断面形貌及增强机理。结果表明：Si3N4及其混杂填料均使复合材料表面硬度增大;PTFE/Si3N4/Al2O3纳米复合材料具有较好的拉伸性能;混杂填料均可以显著改善PTFE复合材料的耐磨性能,其中5 %的Si3N4与10 %的Al2O3混杂填充复合材料的耐磨性最好,填料对复合材料摩擦因数影响不大。SEM分析表明,纳米Si3N4、Al2O3与PTFE基体界面结合较好。     

纳米SiC粒子的表面处理对PTFE/纳米SiC复合材料的性能影响

对表面处理与未处理纳米SiC填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料进行力学与摩擦学性能测试,研究了纳米SiC含量和表面处理对复合材料力学和摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜对拉伸断面形貌进行观察,探讨了复合材料的增强机理。结果表明,未处理纳米SiC填充PTFE后,其复合材料的硬度和耐磨性均有不同程度的提高;表面处理纳米SiC后,PTFE/纳米SiC复合材料的拉伸强度、冲击强度、减摩性能均比未处理的有所提高;表面处理SiC在PTFE基体中有较好的分散性,与PTFE基体界面的结合较好,未处理纳米SiC在PTFE基体中分散性较差。     

氧化石墨烯-聚四氟乙烯纳米复合材料及性能

以氧化石墨烯为填料制备了聚四氟乙烯(PTFE)纳米复合材料,考察了氧化石墨烯重量比及纳米Al2O3为共填充料等因素对PTFE力学和摩擦学性能的影响。结果表明,氧化石墨烯能提高PTFE的耐磨损性能并使PTFE保持低的摩擦系数;在氧化石墨烯-PTFE复合材料中添加纳米Al2O3,能使复合材料的耐磨损性能继续提高1个数量级;氧化石墨烯的填充会降低PTFE的拉伸强度和断裂伸长率,但会增加其硬度。     

纳米氮化物填充PTFE复合材料的性能研究

对纳米AlN、Si3N4、TiN填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料进行了力学性能与摩擦磨损性能测试,研究了纳米粒子种类和含量对PTFE力学性能和摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断面形貌进行观察,探讨了复合材料的相关机理。研究结果表明,纳米AlN、Si3N4、TiN的填充均能提高PTFE的硬度和耐磨性;PTFE纳米复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均有所下降,PTFE/TiN复合材料的降幅最小;3种纳米填料均使PTFE的冲击强度下降,PTFE/TiN和PTFE/Si3N4复合材料冲击强度的降幅较小;SEM分析表明,纳米TiN在PTFE基体中有较好的分散性,与PTFE基体界面结合较好,纳米AlN、Si3N4在PTFE基体中的分散性较差。     

纳米Al2O3改性聚四氟乙烯力学性能的研究

通过压制和烧结 ,制备了纳米Al2 O3 改性聚四氟乙烯 (PTFE) ,并研究了改性PTFE的物理机械性能。结果表明 :纳米Al2 O3 粒子对PTFE有显著的增强作用 ,提高了复合材料的拉伸强度和硬度 ;降低了摩擦系数 ,但也使复合材料的断裂伸长率降低     

不同方法处理碳纤维增强PTFE复合材料性能的研究

采用两种不同的方法对碳纤维(CF)表面进行处理,一种是先以热空气对CF进行氧化处理,然后用偶联剂进行表面处理;另一种是先用聚四氟乙烯(PTFE)乳液对CF进行浸渍,后用等离子体进行表面处理。研究了不同方法、不同表面处理条件对PTFE/CF复合材料拉伸性能的影响,并应用扫描电镜对拉伸断口形貌进行了分析。结果表明,两种方法都能有效地提高CF与PTFE之间的界面结合力及PTFE/CF复合材料的拉伸性能。     

不同介质中聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

分别在碱液、水、油和干摩擦条件下考察了碳纤维和玻璃纤维填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能。利用SEM观察了不同介质中磨损面和对摩面的形貌,并探讨了其磨损机理。结果表明,不同介质中摩擦系数的大小关系是μ干>μ水或油>μ碱,磨损率是W水>W干>W碱或油。水、碱和油都不同程度地阻止了转移膜的形成。碱液和油具有很好的冷却与润滑作用,摩擦系数低,磨损小;然而水分子降低了填料和基体的界面粘接强度,造成犁削和磨粒磨损加重。     

The Tribological Properties of Oxidation-Treated Carbon Fiber-Reinforced PTFE Composite under Oil-Lubricated Conditions

The effect of air-oxidation and ozone surface treatment of carbon fibers (CF) on tribological properties of CF reinforced Polytetrafluoroethylene (PTFE) composites under oil-lubricated condition was investigated. Experimental results revealed that ozone treated CF reinforced PTFE (CF/PTFE) composite had the lowest friction coefficient and wear. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) study of carbon fiber surface showed that the increase in the amount of oxygen-containing groups enhanced interfacial adhesion between CF and PTFE matrix. With strong interfacial adhesion of the composite, stress could be effectively transmitted to carbon fibers; carbon fibers were strongly bonded with PTFE matrix.     

碱液中晶须增强PEEK复合材料的摩擦磨损性能

研究了不同含量PTW增强PEEK复合材料在碱液中的摩擦磨损性能,并与经典的CF增强PEEK复合材料对比,借助于SEM分析了磨损面和对偶面微观形貌,探讨了相关机理。结果表明,干摩擦时15%(质量)PTW增强PTFE/PEEK复合材料耐磨性是相同含量CF增强时的10.5倍。在碱液中,CF增加了PTFE/PEEK复合材料的摩擦系数、降低了其耐磨性能,而PTW可以进一步降低PTFE/PEEK复合材料的摩擦系数、明显地提高其耐磨性能。含5%PTW可提高PTFE/PEEK复合材料碱液中耐磨性2.36倍。碱液阻止了对偶面转移膜的形成,犁削和磨粒磨损是CF增强PEEK复合材料碱液中的主要磨损机制,而隧道状晶体结构和细微尺寸的纤维态形貌使得PTW在碱液中仍具有显微增强耐磨作用。     

Tribological behaviors of carbon series additions reinforced CF/PTFE composites at high speed

The tribological, mechanical, and thermal properties of carbon series additions reinforced CF/PTFE composites at high speed were investigated. In this work, carbon fiber (CF) filled polytetrafluoroethylene (PTFE) composites, which have excellent tribological properties under normal sliding speed (1.4 m/s), were filled with some carbon materials [graphene (GE), carbon nanotubes (CNTs) and graphite (Gr)] respectively to investigate the tribological properties of CF/PTFE composites at high sliding speed (2.1 and 2.5 m/s). The results reveal that the carbon series additions can improve the friction and anti‐wear performances of CF/PTFE, and GE is the most effective filler. The wear rate of 0.8 wt % GE/CF/PTFE was decreased by 50 ? 55%, 55 ? 60%, 40 ? 45% at 1.4, 2.1, and 2.5 m/s compared with CF/PTFE. SEM study shows GE could be helpful to form smooth and continuous transfer film on the surface of counterparts. Meanwhile, GE can improve its tensile strength and elastic modulus obviously. Thin layer structure of GE could enhance the thermal conductivity, which can be helpful to dissipate heat of CF/PTFE composites wear surface. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 133, 43236.     

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。     

聚四氟乙烯填充聚醚醚酮及其复合材料的研究

利用熔融共混工艺制备了ＰＥＥＫ／ＰＴＦＥ共混物及其复合材料,研究了ＰＴＦＥ对ＰＥＥＫ共混物及其复合材料力学性能和耐磨性的影响,结果表明,ＰＥＥＫ经１０％￣ＰＴＦＥ填充改性,玻纤／碳纤混杂增强后,由于磨损方式的改变,使该复合材料不仅保持了良好的物理力学性能,而且具有较低的摩擦系数,耐磨性也得到明显改善。     

Durable polytetrafluoroethylene composites in harsh environments: Tribology and corrosion investigation

The tribological properties and mass loss of polytetrafluoroethylene (PTFE) composites filled with carbon fiber (CF) or potassium titanate whisker (PTW) after the immersion in 30% sulfuric acid solution for 5 or 15 days were studied under different temperatures (25, 50, and 75°C). Results show that PTW/PTFE composites exhibit better anticorrosive and antiwear properties than those of CF/PTFE composites. Acid immersion has no obvious effect on the wear rate of the PTW/PTFE composite. The wear rate of CF/PTFE immersed for 15 days is thrice as much that of untreated composites and 3.6 times as much that of PTW/PTFE composites. Results also indicate that the wear rate of PTFE composites increases with the increasing corrosive mass loss rate and is more dependent on the corrosive mass loss rate rather than the friction coefficient. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

酸性溶液中PTW增强PTFE复合材料的耐蚀性和摩擦磨损性能

分别研究了不同含量钛酸钾晶须(PTW)、碳纤(CF)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料在硫酸溶液中和干摩擦条件下摩擦学性能以及酸中的耐蚀性能,借助SEM等分析探讨了相关机理。结果表明,酸中纯PTFE耐磨性较干摩擦条件下提高了2个数量级,摩擦系数也只有干摩擦的15.3%。与CF/PTFE相比,PTW/PTFE复合材料在酸中显示更好的耐蚀和耐磨性能。PTW可以进一步提高PTFE酸中耐磨性能、降低摩擦系数。含15%（质量）PTW时复合材料具有最低的磨损率,此时比纯PTFE酸中耐磨性提高13.8倍,是相同含量CF/PTFE耐磨性的3.2倍。由于酸溶液的冷却和润滑作用,复合材料的摩擦系数与干条件相比明显降低。然而,酸溶液阻止了转移膜的形成。不管是干摩擦还是在酸性溶液中,当填料含量超过15%（质量）时,犁削和磨粒磨损是PTFE复合材料的主要磨损机理。     

纤维填充PTFE复合材料的摩擦学研究

在聚四氟乙烯（PTFE）中分别填充碳纤维（CF）、玻璃纤维（GF）及这两种纤维不同配比的混杂纤维（HF），制备了具有不同力学性能和摩擦磨损性能的PTFE基复合材料。探讨了填料组成对复合材料硬度和干摩擦条件下摩擦磨损性能的影响，并研究了PTFE基复合材料磨损表面的形貌学。结果表明，适量填充CF和GF均可提高PTFE的摩擦磨损性能，CF比GF效果更为显著；CF和GF的混杂纤维填充PTFE复合材料．表现出一定的协同性，比填充单种纤维，其效果更显著。