陶瓷增强锌铝合金基复合材料的摩擦磨损行为

讨论了颗粒含量对挤压浸渗法所制备复合材料边界润滑条件下高温磨损性能的影响，对复合材料的高温摩擦磨损行为进行了研究。结果表明，随着颗粒含量的增加，复合材料的耐磨性增强，摩擦系数减小，对摩擦副的磨损减轻。合金高温边界润滑条件下的摩擦磨损失效形式为犁削作用和剥层磨损。复合材科高温失效形式为犁削作用和疲劳磨损。     

金属/PES复合自润滑材料的制备及摩擦学性能研究

提出一种新金属/聚醚砜(PES)复合材料。用镶嵌、喷涂和机械共混-模压成型法制备了金属/PES复合自润滑材料。通过摩擦磨损实验对材料在干摩擦条件下的摩擦学性能进行了研究,考察载荷、转度对材料摩擦性能的影响;并用SEM对磨损表面进行了观察和分析,探讨了复合材料的磨损机制。结果表明,用镶嵌、喷涂和机械共混-模压成型法能制得摩擦学性能优良的复合材料;在干摩擦实验的载荷范围内,复合材料的摩擦因数和磨损量随转速的增加不断增大,随载荷的增加不断减小;复合材料的磨损机理发生了由犁削、磨粒磨损向黏着磨损的转变。     

碳纳米管改性镀铜石墨/铜复合材料摩擦磨损性能的研究

采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备碳纳米管(CNTs)含量为0～0.3 wt%的碳纳米管-镀铜石墨/铜(CNTs-CCG/Cu)复合材料,研究了CNTs含量对复合材料物理、力学和摩擦磨损性能的影响。实验结果表明：随着CNTs含量从0增加至0.3 wt%,复合材料电阻增加,抗弯强度先升高后降低,在其添加量为0.1 wt%时达到最大值124.5 MPa。摩擦系数和磨损率先降低后升高,在CNTs添加量为0.1 wt%时最低,分别为0.15左右和9.63×10^-14 m³N^-1m^-1。摩擦过程中适量的CNTs协同CCG在材料表面形成高强度连续摩擦膜,有效降低了复合材料的摩擦系数和磨损率。     

不同摩擦环境下GO/UHMWPE复合材料摩擦学行为研究

为推动超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在医学材料领域的应用,通过模压成型法制备氧化石墨烯(GO)/UHMWPE复合材料,并在干摩擦环境、去离子水及小牛血清中研究复合材料摩擦学行为。结果表明,随着GO的添加,复合材料的硬度明显增加。复合材料的摩擦系数在干摩擦过程中最大,去离子水过程中次之,小牛血清中最小。此外,同样条件下,GO/UHMWPE复合材料摩擦系数均比纯UHM WPE的大。三种条件下,磨损率与摩擦系数呈现相同的趋势,但是同样条件下,GO/UHMWPE复合材料磨损率明显小于纯UHM WPE。最后结合磨痕表面微观形貌,揭示不同摩擦环境下材料的磨损机制。     

镀铜石墨粉含量对Cu/C复合材料组织和性能的影响

采用镀铜石墨粉、电解铜粉和鳞片石墨粉为原料,通过粉末冶金方法制备出Cu/C复合材料,并研究镀铜石墨粉含量对其电阻率、密度、抗弯强度等物理性能的影响;在MM-2000型环-块摩擦磨损试验机上考察其摩擦磨损性能,通过分析磨损的表面形貌以及磨屑,研究不同镀铜石墨粉含量对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着镀铜石墨粉含量的增加,复合材料的电阻率、抗弯强度、硬度逐渐降低,而密度逐渐升高,同时复合材料的摩擦系数逐渐降低,当镀铜石墨粉含量在20%时,样品的磨损率最低,当镀铜石墨粉含量超过20%,样品的磨损率升高。该复合材料的摩擦磨损机制主要为粘着磨损、氧化磨损、疲劳磨损、磨粒磨损。     

碳/二氧化硅颗粒制备及其镀铜工艺研究

为了实现稻壳资源的综合利用,以稻壳粉和热固性酚醛树脂为原料,900℃和N_2氛围下煅烧,制备出碳/二氧化硅复合颗粒,可作为金属基和橡塑材料的功能添加剂。采用常规化学镀法在复合颗粒表面进行镀铜,获得镀铜复合颗粒。采用SEM/EDS、HRTEM等现代分析技术对镀铜颗粒及未镀铜颗粒的形貌、结构以及组分进行了表征。结果表明:碳/二氧化硅复合颗粒物中碳和二氧化硅均为无定型态;表面镀铜最优工艺条件为:温度为40℃,时间为50min,pH值为13,甲醛用量为150mL,且表面铜颗粒直径约为40nm。该技术的成功实施为金属基复合材料及橡塑材料功能添加剂的开发开辟了新的途径。     

纤维增强铝硅酸盐玻璃陶瓷磨损失效机理研究

在UMT-2微观磨损试验机（USA）上研究了SiC纤维在复合材料摩擦行为过程中的作用,讨论了纤维含量、摩擦行为过程对复合材料摩擦学性能的影响,并对纤维增强铝硅酸盐玻璃陶瓷复合材料的磨损失效机理进行了探讨。研究结果表明：SiC纤维/玻璃陶瓷复合材料摩擦系数随对磨时间的变化是由起始时的较低值逐步过渡到稳态数值,但在摩擦过程的后期摩擦系数表现出明显的波动。复合材料的磨损失重随磨损时间的延长而逐渐增大,复合材料的耐磨性能下降,磨损失重增加。复合材料基体与摩擦对磨件间存在粘着现象,但其主要磨损失效形式仍为磨粒磨损和疲劳磨损。复合材料界面结合性能与磨损表面上纤维的排列对复合材料的摩擦学性能是有较大影响的。     

辐照交联及老化对GO/UHMWPE复合材料生物摩擦学性能的影响

采用改良Hummer法制备了氧化石墨烯(GO),通过热压成型工艺制备了GO/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,在真空环境下采用γ射线对其进行辐照交联处理,并将部分样品置于80℃环境下加速老化处理21d。利用摩擦磨损实验机研究了复合材料在小牛血清润滑介质下的摩擦学性能;利用扫描电子显微镜(SEM)和三维表面轮廓仪观察试样表面磨痕并计算相应的磨损率。结果表明,在小牛血清润滑介质下,GO填充与辐照交联改性处理可以降低UHMWPE的摩擦因数和磨损率,协同提高其耐磨性,但对摩擦因数的影响并不显著。加速老化处理显著增加辐照UHMWPE及辐照GO/UHMWPE复合材料的摩擦因数和磨损率,降低了其摩擦磨损性能。GO填充降低了辐照UHMWPE在加速老化处理后摩擦因数和磨损率,增强了其摩擦学性能。     

聚酰亚胺/纳米炭黑复合材料的性能研究

采用原位聚合法制备聚酰亚胺/纳米炭黑复合材料,采用傅里叶变换红外光谱仪、万能试验机和摩擦磨损试验机研究了纳米炭黑添加量对复合材料亚胺化程度﹑力学性能﹑摩擦磨损性能的影响。结果表明,适量纳米炭黑的加入能够有效改善复合材料的摩擦学性能和力学性能;当纳米炭黑含量为固含量的28%时,复合物材料的摩擦学性能较好,复合材料表面犁沟变浅,表面变平整。     

聚苯硫醚的摩擦学性能

用热压法制备了聚苯硫醚(PPS)摩擦材料,研究了其在干摩擦条件下的常温和高温摩擦学性能与力学性能,用扫描电子显微镜(SEM)对摩擦表面形貌和磨屑进行了观察和分析。结果表明,在300℃以上时随热压温度的升高可成型出具有线形、支链及交联结构为主的3种PPS材料,聚合物线形结构的改变有利于提高材料的耐磨性能,其中370℃成型的材料表现出一定的自增强特性且有最佳的摩擦学性能;PPS的磨损以热挤出和粘着转移磨损形式为主,聚合物材料在摩擦过程中形成结合牢固、薄而均匀的转移膜是其发挥摩擦学作用的重要依据。