干摩擦条件下载荷和频率对Cu-15Ni-8Sn合金摩擦磨损性能影响研究

目的研究不同摩擦载荷及频率条件下Cu-15Ni-8Sn合金摩擦因数及磨损率的变化规律,探明机械参量变化对合金摩擦学性能的影响机制。方法采用熔炼法制备Cu-15Ni-8Sn合金,在干摩擦条件下对合金进行变载荷/变频率的销盘式往复摩擦实验,并对其摩擦因数、磨损率、磨损形貌及摩擦界面进行形貌及成分分析。结果随摩擦载荷的增大,2种载荷下Cu-15Ni-8Sn合金摩擦因数均呈现先增大后减小的趋势,整体在0.5~0.8之间;磨损体积随载荷的增加而增加;在2 Hz条件下合金的比磨损率随摩擦载荷的增大先降低后升高,在5 Hz条件下合金的比磨损率随摩擦载荷的增大先升高后降低;在高频高载条件下,磨损最为严重。磨痕及摩擦副表征结果显示,在干摩擦条件下,Cu-15Ni-8Sn合金主要以磨粒磨损和疲劳磨损为主;在摩擦过程中,合金基体及对偶同时发生磨损,剥落物以磨屑形式参与摩擦,因此在摩擦界面间发生元素转移。结论在干摩擦条件下,相较于摩擦频率,Cu-15Ni-8Sn合金受摩擦载荷的影响更大。合金磨屑以细小的颗粒状为主,但在低频率、高载荷条件下,会有大块片状磨屑。在干摩擦过程中,对磨副与合金之间会发生相互转移。随着载荷、频率的增加,摩擦层厚度也会变大,且摩擦过程中摩擦层内无剧烈氧化。

ATP-TiO_(2)杂化材料形貌对UHMWPE复合材料微动磨损性能的影响

以钛酸四丁酯为前驱体,凹凸棒石(ATP)为载体,分别采用溶胶凝胶法和蒸汽法制备了两种不同形貌的凹凸棒石-二氧化钛(ATP-TiO_(2))杂化材料,并以质量分数为5%的含量填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE).通过对比相同微动摩擦条件下超高分子量聚乙烯、凹凸棒石及凹凸棒石-二氧化钛杂化填料填充超高分子量聚乙烯复合材料的摩擦学性能,探究了凹凸棒石-二氧化钛杂化材料微观形貌影响复合材料微动磨损性能的机理.结果表明:杂化材料的耐热性能较凹凸棒石有显著提升;蒸汽法制备ATP-TiO_(2)杂化材料的比表面积更大,在基体中分散更均匀,与基体的界面结合性更好,在摩擦过程中能够有效地承载,并促进转移膜的生成,其改性的复合材料表现出最低的摩擦系数和磨损率.

不同接枝量的CF-MoS;纤维杂化体对PTFE复合材料高温摩擦学性能的影响

采用一步水热法合成一种新型的纳米二硫化钼包覆的碳纤维抗磨填料CF-MoS;纤维杂化体,将不同接枝量的纤维杂化体作为增强剂,制备一系列以聚四氟乙烯基体的复合材料;对复合材料的结晶结构、热性能、微观结构进行了表征,并讨论其摩擦学行为和相应的磨损机制。结果表明:与未处理的碳纤维相比,制备的纤维杂化体有更大的比表面积和表面粗糙度,相比传统润滑相和增强相的二元复合填料,纤维杂化体与基体的界面结合力更强;相应的具有最佳综合性能的复合材料与纯聚四氟乙烯基体相比,最初分解温度和最快分解温度分别提高了8.4和8.0℃,拉伸强度和断裂伸长率分别提升了20.8%和24.9%,摩擦因数在常温和200℃下分别下降了8.2%和25.2%,磨损率也降低了2个数量级,这主要源于杂化体中MoS;和CF之间的协同增强效应。