改性聚醚醚酮三层复合材料摩擦磨损性能研究

通过喷涂-轧制复合工艺制备了不同质量分数聚四氟乙烯(PTFE)微粉改性的聚醚醚酮(PEEK)基三层复合材料,采用箱式炉对复合材料试样进行了烧结,对试样进行干摩擦端面摩擦磨损试验,研究了PTFE添加量对PEEK基三层复合材料摩擦学性能的影响,对试样显微硬度、结合强度、摩擦系数、磨损量、表面以及磨痕形貌进行了表征。结果表明:PTFE含量增加会降低PEEK涂层的硬度和结合强度,同时会显著降低PEEK涂层的干摩擦系数,但PTFE含量增加到40%后,表面显微组织能观察到PTFE团聚严重,使干摩擦系数和磨损量先减小后增大,磨痕显微组织则表明样品由黏着磨损转为磨粒磨损。

船舶艉轴机械密封材料摩擦磨损性能研究

为探究船舶艉轴机械密封用高分子材料在实际工作环境下的摩擦磨损性能,选用浇注型聚氨酯弹性体(CPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、玻璃纤维改性聚己二酰丁二胺复合材料(GF/PA46)与玻璃纤维改性聚四氟乙烯复合材料(GF/PTFE)5种材料,在载荷为0.5 MPa,线速度为7 m/s的工况下开展摩擦磨损性能测试。结果表明:重载、高速的工况使得CPU、PET、PBT、GF/PA46材料出现了不同程度的剥落与犁沟,摩擦因数与磨损量较大;GF/PTFE材料仅出现一些相对轻微的撕裂和磨痕,相较于CPU、PET、PBT、GF/PA46材料,GF/PTFE的平均摩擦因数分别下降了66.6%、80.4%、86.1%、87.8%,单位时间磨损量分别下降了91.7%、92.7%、88.6%、97.0%,摩擦磨损性能最优。

酚醛树脂基复合材料摩擦性能试验研究

为掌握酚醛树脂基复合材料的综合性能,为其在航天领域内的推广应用提供帮助,开展复合材料摩擦性能试验的研究。准备酚醛树脂、合成材料、桐油、万能试验机、磨损试验机等材料与仪器,按照规范制备酚醛树脂基复合材料。选择弯曲强度、质量磨损率作为试验指标,经过测试后表明,在排除外界环境干扰的条件下,Cu粉末与酚醛树脂两者之间的相容性最好,即掺入Cu粉末的材料具有更高强度;掺入浓度为9%石墨粉末的复合材料的质量磨损率最小,摩擦性能最优。

含3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的改性双基推进剂

研究了3,4 二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)逐渐取代硝胺改性双基推进剂中的RDX对推进剂能量、燃烧性能和机械感度的影响。结果表明:用DNTF逐渐取代硝胺改性双基推进剂中的RDX,推进剂的理论比冲、特征速度、火焰温度和产物平均相对分子质量均增加;推进剂撞击感度增大,摩擦感度降低。DNTF代替具有平台燃烧特性的改性双基推进剂中的RDX后,推进剂仍可获得较低的压强指数。

ZnOw改善橡胶和轮胎耐磨性能的研究

研究了ZnOw/NR-SBR-BR复合材料的耐磨性能,发现经偶联剂表面处理的ZnOw对提高橡胶材料的耐磨性能有良好的效果。在轮胎胎面胶中加入3份标准配方的氧化锌晶须对轮胎进行改性,结果表明,氧化锌晶须不仅可以改善橡胶和轮胎的耐磨性能,而且可以提高轮胎的高速安全性和耐久性。对复合材料受磨表面和截面的微观形貌进行了研究,分析了氧化锌晶须提高橡胶复合材料耐磨性能的机理,并提出可以用橡胶材料表面分形维数值的大小来判断磨损程度。

CrN基复合薄膜的结构及摩擦磨损性能研究

采用反应磁控溅射法制备了CrN、CrSiN与CrAlN复合薄膜,分析了复合薄膜的微观结构,并考察了3类薄膜的摩擦磨损性能.结果表明:所制备的薄膜晶体结构没有随着Si或Al的加入发生转变,仍然为面心立方结构.CrAlN复合薄膜为合金复合薄膜,其中Al以置换方式固溶于CrN中,取代了一部分Cr原子,形成固溶体;CrSiN复合薄膜为晶态CrN与非晶态Si3N4组成纳米复合结构.复合薄膜结构致密且硬度较CrN大幅提高,在摩擦磨损过程中具有较强的抗形变能力,能够有效阻止裂纹,抗摩擦磨损性能较CrN薄膜均有不同程度的提高.

不锈钢纤维／碳纤维混杂增强聚醚醚酮基摩擦材料的制备与性能

研究了不锈钢纤维／碳纤维混杂增强聚醚醚酮(PEEK)树脂基半金属摩擦材料的配比、成型工艺对其摩擦磨损性能的影响,对其摩擦磨损机理进行了初步分析。结果表明:制备摩擦材料的优化工艺条件是热压温度320℃、压力35 MPa、保温时间3 min／mm,固化处理工艺为80℃×30 min+150℃×30 min+270℃×30 min+320℃×180 min;最佳配方为19．63％的PEEK、7．57％的不锈钢纤维、10．97％的碳纤维、6．51％的腰果壳油粉及55．33％的填料。经优化工艺制备的摩擦材料的摩擦因数稳定,磨损率低,摩擦材料的磨损在低温区主要属于磨粒磨损,在较高温度时属于粘着磨损和磨粒磨损的共同作用。

纳米耐磨复合涂层研究进展

纳米耐磨复合涂层是在纳米聚合物复合材料基础上发展起来的一种新型涂层。文中重点介绍了纳米材料减摩抗磨机理,概述了纳米粒子对耐磨复合材料的影响因素、纳米耐磨涂层的制备方法及应用,指出了纳米耐磨复合涂层存在的问题和发展方向。

新型电力机车受电弓滑板的研制

在分析当前电力机车受电弓滑板的使用状况及其存在的各种问题的基础上,用粉末冶金法研制新型受电弓滑板以满足我国电力机车发展的需要。新型滑板由铜、碳纤维和石墨等构成,成形压力为200MPa,烧结温度为880℃。它不仅电阻率很低(0.20μΩ.m),而且摩擦、磨损及冲击韧性等性能都远远优于当前正在使用的电力机车受电弓滑板,与当前正在使用的碳滑板相比,摩擦系数降低54.5%,磨损量减少41%,冲击韧性提高9.6倍,导电性增强87倍。

柱状莫来石弥散钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷摩擦磨损性能研究

研究了柱状莫来石弥散四方氧化锆多晶陶瓷(MDZ)在含质量分数2%SiO2磨粒的5%NaOH溶液中的摩擦磨损性能.结果表明:在100～500N载荷范围内,莫来石质量分数为15%的15MDZ的耐磨性明显优于莫来石质量分数为20%的20MDZ;含莫来石弥散相的Y-TZP的力学性能有所降低,但15MDZ陶瓷在500N载荷下的耐磨性能优于Y-TZP;MDZ复合陶瓷主要呈现擦伤和塑性变形特征,而3Y-TZP陶瓷在相同试验条件下主要呈现塑性变形和断裂特征;柱状莫来石可阻碍裂纹扩展、阻止晶界滑移、抑制ZrO2晶粒异常长大、提高MDZ陶瓷的致密度,从而改善MDZ复合陶瓷的抗磨性能.

纳米Al_2O_3改性PTFE复合保持架材料性能研究

制备了纳米Al_2O_3改性PTFE复合保持架材料,研究了不同纳米Al_2O_3含量对复合材料硬度、压缩强度、拉伸强度及摩擦性能的影响。通过对复合保持架材料摩擦磨损机理分析认为,纳米Al_2O_3质量分数为5%时,复合保持架材料结构最稳定,对比了该配方复合材料常温、液氮、液氢下力学性能。结果表明:与常温相比,液氮和液氢温度下复合保持架材料的拉伸强度和弹性模量有所增加,冲击强度有所下降,断裂伸长率显著下降,呈典型脆性材料特性。

UHMW-PE复合材料用于行波型旋转超声电机

为提高行波型旋转超声电机(TRUM)的摩擦界面性能,制备了一种交联超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)复合材料。采用UHMW-PE树脂添加甲基丙烯酸烯丙酯(MAAAE)交联敏化剂、碳纤维和碳纳米管等增强剂以及MoS2和石墨等材料熔融共混后,在室温和N2气氛条件下用Co60γ辐射源辐照得到交联UHMW-PE复合材料。凝胶含量测试发现,随着辐照剂量和MAAAE量的增加,凝胶含量迅速增加。将该条件下制备的交联复合材料粘贴到TRUM-60行波超声电机转子上,整机试验结果表明,堵转扭矩达到1.4 N.m,空载转速225 r/min,换能效率25%以上。根据100 h的材料磨损量预测,寿命可达到8 000 h以上。

偶联剂对SiO_2/CE复合材料热学及摩擦性能的影响

利用纳米SiO2对氰酸酯树脂(CE)进行改性,通过热失重分析(TGA)、摩擦磨损性能测试及扫描电镜(SEM)分析研究了纳米SiO2及其表面处理(分别选用小分子偶联剂KH-560和大分子偶联剂SEA-171)对纳米SiO2/CE复合材料热学及摩擦性能的影响,并初步探讨了其作用机理。结果表明,经SEA-171表面处理的纳米SiO2质量分数为3.0%时,其CE复合材料的热分解温度比纯CE树脂提高了将近75℃,摩擦系数降低了约25%,磨损率降低了77%。偶联剂的加入增加了纳米SiO2与CE树脂之间的界面粘结作用,因而复合材料的耐热性能和摩擦性能等得以提高。

纳米SiO_2填充UHMWPE/PTFE/纳米MMT复合材料的摩擦磨损行为

通过热压成型工艺制备纳米SiO2和纳米蒙脱土(MMT)及聚四氟乙烯(PTFE)复合填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用销-盘式摩擦磨损试验机考察复合材料在干摩擦条件下与45#钢配副时的摩擦磨损行为,用扫描电子显微镜观察复合材料的磨损表面形貌。结果表明:当PTFE和MMT的填充质量分数均保持6%,填充质量分数为2%的纳米SiO2时复合材料可获得较好的耐磨性能,其磨损机制主要表现为黏着磨损;不含纳米SiO2的复合材料的摩擦行为主要表现为一次磨合期和一次稳定期以及二次磨合期和二次稳定期4个明显的特征;随着填充纳米SiO2质量分数的增加,复合材料的摩擦过程呈现出复杂的变化规律,其磨损机制主要表现为不同程度的黏着磨损和磨粒磨损,且耐磨性能呈现出明显的恶化现象。

汽车刹车片金属陶瓷复合材料制备及摩擦性能

以青铜基材料制备刹车片,其中添加不同质量分数Al_(2)O_(3)陶瓷粉末,以制备汽车刹车片金属陶瓷复合材料,并对其摩擦性能做了试验分析,结果表明,添加Al_(2)O_(3)陶瓷粉末可有效改善刹车片金属陶瓷复合材料密度与硬度,确保硬度值处于合理变化范围之内;随着温度增加,汽车刹车片表层摩擦系数变小,而随Al_(2)O_(3)陶瓷粉末含量增加,表层摩擦系数变大,于4%Al_(2)O_(3)陶瓷粉末含量时,摩擦性能最佳;Al_(2)O_(3)陶瓷粉末可以有效抑制刹车片金属陶瓷复合材料的磨损,可延长刹车片使用寿命。

复合材料自润滑轴承性能及在纺织上的应用

制作了己内酰胺、碳纤维、石墨复合材料含油自润滑罗拉轴承,探讨了其成型工艺;研究了其摩擦及变形性能,并在纺纱机上对不同品种纱线进行了对比试验,结果表明:使用该种轴承成纱质量较优,可杜绝油污纱产生,油料成本是普通油轴承的0.05%,减少了用工,为企业带来了经济价值。

成分配比对PPS/金属材料摩擦性能的影响

在经喷丸的25#钢表面复合一层聚苯硫醚(PPS)基塑料层,塑料层成分为PPS、热致性液晶聚合物(TL-CP)、热塑性聚酰亚胺(TPI)和石墨。分析不同配比对塑料工作层摩擦磨损性能的影响。摩擦磨损试验结果表明,TLCP、TPI和石墨可以很好地提高PPS的摩擦学性能;在一定的干摩擦状态下,不同配比的塑料工作层摩擦性能有较大差异,最优的摩擦因数为0.14,磨损体积为0.001 cm3;随着摩擦转速和载荷的增大,复合材料的摩擦因数都有一定的上升;TPI的加入促进了PPS、TLCP、石墨之间的相容性,使复合材料的摩擦性能得到了进一步的提高。

Cu对粉末冶金Fe_3Al基复合材料性能的影响

研究了Cu含量对粉末冶金Fe3A l基复合材料的烧结性能和力学性能的影响,分析了施加载荷和改变转速对加入不同量铜粉末冶金Fe3A l基复合材料的摩擦磨损性能的影响,并借助电子显微镜和能谱分析了不同铜含量Fe3A l基复合材料的磨损机理.结果表明:加入12%的Cu可使Fe3A l基复合材料具有良好的烧结性能和力学性能;载荷和转速对复合材料的磨损形式受铜的加入量的影响;铜的加入影响复合材料的磨损形式和磨损机理,当含铜量较少时,复合材料以磨粒磨损为主,随加入铜的量的增多,其磨损形式变为磨粒磨损和轻微的粘着磨损形式,加入大量铜时,则以粘着磨损为主.

CF/SiC增强摩阻材料性能研究

采用模压法制备了碳纤维(CF)/碳化硅(SiC)增强摩阻材料,通过摩擦试验研究了CF和SiC质量分数及CF长度对材料摩擦磨损特性的影响。结果表明:随着SiC质量分数的增加,摩擦系数和磨损率都有明显提高,这是由于硬质颗粒的犁沟作用;当CF质量分数<10%时,CF质量分数和长度对摩擦磨损性能影响明显,这归因于CF本身具有良好的自润滑性能以及抗犁削作用。

氰酸酯树脂/多步接枝二氧化钛复合材料的制备

采用多步接枝工艺,对纳米TiO_2进行表面改性,制备了M系列纳米TiO_2粒子,并制备了氰酸酯树脂(CE)/M系列纳米TiO_2粒子复合材料。研究了复合材料的摩擦性能、固化性能,分析了微观形貌与性能变化之间的关联,考察了复合材料黏度对固化工艺的影响,初步得出复合材料微观形貌与性能演变之间的规律,以及复合材料性能得以改善的微观机理。结果表明:引入少量M系列TiO_2粒子(质量分数≤4%),可改善CE的固化性能及摩擦性能。表面二次乳液接枝聚甲基丙烯酸甲酯的纳米TiO_2质量分数为4%时,复合材料摩擦因数降低约43.5%,摩擦损耗降低68.1%,耐磨性能提高。