PEEK与纳米SiO_2填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

通过机械共混、冷压成型、烧结的方法制备聚醚醚酮(PEEK)与纳米Si O2颗粒共同填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料试样。利用MRH-3型环-块摩擦磨损实验机对不同配方比例的复合材料在不同实验条件下进行摩擦学性能实验。利用扫描电镜对试样磨损后的摩擦表面形貌和钢环表面的转移膜进行观察和分析。结果表明,填充5%PEEK的PTFE复合材料的摩擦系数达到最低值;10%PEEK/PTFE复合材料中添加不同体积比的纳米Si O2填料可以显著地降低材料的体积磨损率,其中5%Nano-Si O2/10%PEEK/PTFE复合材料的体积磨损率最小;载荷和速度的变化对Nano-Si O2/PEEK/PTFE复合材料的摩擦磨损性能的影响显著,而环境温度的变化对该复合材料的摩擦系数与磨损率的影响不明显。

SiO_2含量对PTFE/SiO_2复合材料性能的影响

采用类似于粉末冶金工艺,制备了无定形SiO2填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,并对其进行了热、介电性能测试和SEM分析表征。系统研究了(1-x)PTFE-xSiO2(x为质量比)复合介质材料中,不同x值(x=0.35,0.40,0.45,0.50,0.55)对材料结构和性能的影响。结果表明,复合材料的密度随着SiO2含量的增加而减少,吸水率、热膨胀系数、介电常数和介电损耗随着SiO2含量的增加而增加。当SiO2质量分数为50%时,PTFE能很好地在SiO2表面形成一层包覆层,此时复合材料具有合适的热膨胀系数(17μ℃-1)、介电常数(2.74)和低介电损耗(0.002)。

SiO_2粒径对PTFE/SiO_2复合材料性能的影响

采用化学旋蒸工艺,制备了无定形SiO2填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,并对其进行了热、介电性能测试和SEM分析表征。系统研究了PTFE-SiO2复合介质材料中,不同粒径的SiO2(4μm,9μm,13μm,20μm)对材料结构和性能的影响。结果表明,复合材料的密度、热膨胀系数、介电常数随着SiO2粒径的增大而增加,而介电损耗则随着SiO2粒径的增大而减小。当SiO2的粒径为20μm时,PTFE能很好的在SiO2表面形成一层包覆层,此时复合材料具有合适的热膨胀系数(17.58×10-6/℃)、介电常数(2.82)和低介电损耗(0.001 2)。

SiO_2-PTFE超疏水复合涂层的制备与分析

使用溶胶-凝胶法制备粒径均匀(250nm)、单分散性良好的纳米SiO2微粒,通过控制质量分数配比,将其水溶液与PTFE乳液混合成杂化乳液,后用旋涂法旋涂成膜,在380℃下进行热处理,得到表面形貌与荷叶相似微纳双层结构复合涂层。实验结果表明,用氟硅烷修饰表面后,涂层最高接触角达150.9°,滚动角为8°,具有较好的超疏水性能,且实验制作过程简单,成本低廉,具有一定的实用性。

对偶表面粗糙度对Nano-SiO2改性PTFE复合材料摩擦学性能的影响

为了研究干摩擦条件下对偶面粗糙度对纳米粒子填充改性聚四氟乙烯(PTFE)摩擦学性能的影响,采用冷压成型、热烧结的工艺方法制备nano-SiO2填充改性PTFE复合材料;采用LSR–2M型往复摩擦磨损试验机评价了nano-SiO2改性PTFE复合材料与具有3种不同表面粗糙度的对偶钢块(GCr15)之间的摩擦学特性;利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别表征了转移膜及磨屑的形貌、微观结构以及化学成分,从微观角度揭示nano-SiO2改性PTFE复合材料的摩擦转移机理。试验结果表明:纯PTFE及不同含量nano-SiO2改性PTFE复合材料的摩擦系数随着对偶钢块表面粗糙度的增大整体呈现增大趋势,在粗糙度Ra为0.1的对偶表面上复合材料的摩擦系数随着nano-SiO2含量的增加变化相对较小;在3种不同粗糙度对偶表面上,nano-SiO2的加入均有效降低了PTFE的磨损体积,当填充比例为0.5%时复合材料在粗糙度Ra为1.2的对偶面上摩擦学性能最佳,磨合时间比纯PTFE缩短了近10 min,耐磨性比纯PTFE提高了33.3%;复合材料中nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度存在一定的协同效应,即填充适量nano-SiO2的PTFE复合材料与具有一定表面粗糙度的对偶钢块组成的摩擦配副能有效促进复合材料的摩擦转移,并能在对偶表面形成覆盖率高、均匀、连续、表面较粗糙且与摩擦方向趋向一致的转移膜,有利于降低材料的磨损。

Nafion/SiO_2/PTFE复合膜的制备及性能

采用Nafion/SiO2溶液和多孔PTFE薄膜为原料,制备了Nafion/SiO2/PTFE复合膜。SEM图片表明:复合膜具有良好的树脂填充度;FTIR测试表明:SiO2被引入到复合膜中,没有影响膜的本体结构;TG-DTA测试表明:复合膜具有良好的保水性能。充放电测试表明:由于SiO2的保水作用,复合膜在高电流密度时(】0.4 A/cm2)具有更好的输出能力。

TiO_2掺杂量对PTFE/SiO_2复合材料性能的影响

采用新型化学工艺,制备了SiO2与TiO2共同填充的PTFE复合材料,系统研究了TiO2掺杂量对所制复合材料显微结构、微波介电性能和热膨胀系数的影响。结果表明,复合材料的密度、介电常数和热膨胀系数都随着掺杂量的增大而增加,吸水率随着掺杂量的增大而减小,介电损耗随着掺杂量的增大先减小后增大。当TiO2掺杂量为质量分数7%时,PTFE很好地包覆在SiO2表面,复合材料结构致密,具有与铜箔较为匹配的线膨胀系数(17.76×10–6/℃),且介电性能优良(εr=2.94,tanδ=0.000 82)。

PTFE/纳米SiO_2复合材料的制备及其力学性能

PTFE /nano-SiO2 composites were prepared and the effect of nano-SiO2 by surface pre-treatment of nano-SiO2 ;selecting special macromolecule dispersing agent and master batch manufacturing technogy.The results showed the filling of nano-SiO2 decreased the breaking elongation of PTFE composites,but increased the tensile strength and the hardness of the materical.When the content of nano-SiO2 was 7% by mass, PTFE / nano-SiO2 composites had good mechanical properties.with the increase of nano-SiO2 content the PTFE composites changed from tuough and plastic into hard brittle material.

烧结工艺对SiO_2-TiO_2/PTFE复合材料性能的影响

采用湿法工艺,并通过马弗炉烧结与热压烧结,制备了SiO2与TiO2共同填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。系统研究了两种填料不同掺杂比及不同烧结工艺对复合材料密度、显微结构、介电性能和热膨胀性能的影响。结果表明,与马弗炉烧结相比,热压烧结工艺制备的复合材料具有更稳定的密度和较小的吸水率,但介电损耗较高;ROM和Kerner模型能较好地对线膨胀系数进行预测,其理论值与实验值的变化规律一致。对于用2种烧结方法制备的复合材料,通过Lichtenecker对数法则计算所得介电常数与实验值均较吻合。

Ni-P-PTFE-SiO_2化学复合镀工艺研究

运用化学复合镀技术,在Ni-P合金镀液中添加PTFE及SiO2粒子进行试验,获得了Ni-P-PTFE-SiO2复合镀层。对复合镀的工艺及复合粒子PTFE和SiO2的添加量进行了研究分析;通过金相显微组织、显微硬度,结合强度和镀层孔隙率等测试对Ni-P-PTFE-SiO2化学复合镀层性能进行了表征。结果表明:当PTFE粒子添加量为5g/L,SiO2粒子的添加量为15g/L时,镀液性能稳定,镀层外观光滑平整,3h施镀后镀层厚度达20μm,镀层孔隙率为0,镀层与基体结合良好,硬度较高。

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。

SiO_2纳米粒子对高速电喷镀镍基PTFE复合镀层的影响

利用自制高速电喷镀装置制备镍基纳米PTFE和SiO2粒子复合镀层;研究了复合镀层表面形貌、微观组织、结合强度、耐蚀性等受SiO2纳米粒子影响的规律。结果表明:加入纳米SiO2粒子,减缓了沉积速率,有较强的细化晶粒作用。加入1.0～1.5g/L纳米SiO2粒子时镀层截面的硬度升高,加入2.0～2.5g/L纳米SiO2粒子时镀层的结合强度较高;但降低镀层的耐蚀性。

低吸水率和低介电损耗PTFE/SiO2复合材料制备

研究了SiO2的改性以及改性SiO2对PTFE/SiO2复合材料介电和吸水性能的影响。结果证明,SiO2经改性后,PTFE/SiO2复合材料的吸水率和介电损耗明显降低,傅立叶变换红外光谱和X光电子能谱显示经偶联剂改性处理后,硅烷偶联剂包覆在SiO2表面,改善了其与树脂基体之间界面性能,进而对复合材料的各项性能产生影响。扫描电子显微镜观察,复合材料界面间结合紧密。硅烷偶联剂改性SiO2过程中加入适量的乙酸,可以使改性效果更佳,制备的PTFE/SiO2复合材料各项性能最佳,介电常数达到2.933,损耗因子降至0.0013,复合材料热压烧结后的密度达到2.116 g/cm3、吸水率降至0.035%,热膨胀系数降至36×10^-6 K^-1。

流化床换热用PTFE／SiO2固体颗粒的制备及性能

综合考虑二氧化硅(Si O2)微粉和聚四氟乙烯(PTFE)的优良特性,在PTFE粉末中添加不同含量的Si O2,对其进行填充改性,采用糊膏挤出方式,制备不同Si O2含量的复合型PTFE/Si O2惰性固体颗粒,考察了Si O2含量对PTFE密度、硬度和摩擦磨损性能的影响,并将复合固体颗粒应用于汽–液–固三相循环流化床换热器,进一步研究不同Si O2含量下复合固体颗粒的传热性能。结果表明,在PTFE中添加Si O2能显著提高PTFE的密度和硬度,降低PTFE的摩擦系数和磨痕宽度;在Si O2质量分数为12%时,将制成的复合固体颗粒应用于循环流化床换热器中,能够使其膜传热系数相比添加纯PTFE颗粒的增加4.7%,强化传热效果最好;适宜加入流化床换热器的复合固体颗粒体积分数为4%。

SiO_2填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学行为研究

用机械共混和冷压成型、热烧结的方法制备了不同体积含量不同粒径的SiO2填充PTFE样品。用M－2000摩擦磨损试验机评价了不同样品在干摩擦下的摩擦学性能;用X射线能量损失谱(EDS)观察分析了摩擦前后Si元素在样品表面的分布情况。结果表明:在本实验所采用的实验条件下,SiO2/FTFE复合材料的摩擦系数随SiO2体积含量的增加而增大,抗磨损能力则有一个最佳含量;填料粒径不同,其体积填充分数对复合材料摩擦磨损性能的作用规律不同:在相同的体积分数下,粗SiO2填充PTFE的摩擦系数小于细SiO2填充PTFE的摩擦系数,且其随SiO2填充分数增加而增大的趋势远小于细SiO2填充PTFE;其具有最好抗磨能力的最佳体积填充含量也大于细SiO2的体积填充含量。SiO2这种填充作用规律可由其在PTFE基体中的形态结构特征来解释。

不同纳米填料增强PPS-PTFE共混物的摩擦磨损性能分析

利用机械共混、冷压成型、烧结等工艺制备了3种复合材料,并利用MRH-3型摩擦试验机考察了不同速度、不同载荷、不同温度下复合材料的摩擦磨损性能。采用JSM-5600LV扫描电子显微镜观察分析转移膜形貌及磨损机理。实验结果表明,纳米Al2O3和纳米SiO2都能提高PPS-PTFE基体的耐磨性,且添加5%的纳米粒子的复合材料耐磨性能最佳。纳米SiO2/PPSPTFE复合材料比纳米Al2O3/PPS-PTFE复合材料更适宜在高温、高速、高载荷工况下工作,两种纳米粒子添加的复合材料磨损机制主要为磨粒磨损。

纳米二氧化硅提高PTFE硬度的机制研究

采用溶剂蒸发法和固体纳米粉末混合法2种工艺制备了SiO2/PTFE复合材料。结果表明,随着SiO2含量的增加,复合材料的硬度增加,但采用溶剂蒸发法制备的复合材料具有更好的强化效果,在含量达到50%时,硬度达到最大,比固体粉末法制备的复合材料的硬度高6倍。XRD分析表明,随着SiO2含量增加,PTFE结晶度降低。SEM对其断口形貌进行观察表明,采用溶剂蒸发法制备的复合材料,纳米SiO2粒子可以较均匀分散在基体中,有效地阻碍了PT-FE分子链段的运动和规整排列。红外光谱分析表明,纳米SiO2粒子与PTFE分子之间存在着氢键作用力,因而硬度增加较大。

干燥工艺对微波复合介质基板性能的影响

该文采用聚四氟乙烯(PTFE)树脂为基体,熔融SiO_2作为填料,通过机械混合、压延成型、热压烧结工艺制备出高频高速电路用微波复合介质基板,重点研究了采用不同干燥工艺对复合物结构、微波介电性能的影响。实验表明,采用旋转蒸干工艺对复合物进行处理时,可在较短的时间内去除有机物质,并能使无机填料与聚合物分散均匀。经热压烧结后,所得基板相对介电常数为2.92~2.94,损耗因子为1.3×10^(-3)。

两种微纳米颗粒对脲基润滑脂摩擦和噪声性能的影响

采用BVT-1型轴承振动测量仪分别评价了含微米聚四氟乙烯和纳米二氧化硅的脲基脂的噪声性能,用四球实验机测试了这两种脲基脂的摩擦磨损行为,利用扫描电子显微镜观察了钢球的磨斑表面形貌。结果表明:微米聚四氟乙烯和纳米二氧化硅对脲基脂的噪声的低频和中频特性影响小,对高频特性影响大,但变化规律复杂。当微米聚四氟乙烯和纳米SiO2的质量分数分别为1%时,测试轴承的声音较均匀,低频和中频的速度值均达到最小值,且2种脲基脂都具有较好的摩擦性能。在这2种脲基脂润滑下,钢球的主要磨损特征均为黏着磨损。

聚四氟乙烯/二氧化硅杂化材料的性能研究

为解决纳米粒子在聚四氟乙烯(PTFE)树脂中难分散均匀的问题,使用PTFE乳液通过原位溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备了聚四氟乙烯/二氧化硅(SiO2)杂化材料,并对其性能进行了表征与研究.研究表明:杂化材料的拉伸强度在SiO2含量为1.05%(记为FS-2)时达到最大值20.96 MPa,为纯PTFE的两倍;断裂伸长率随着SiO2含量的增加而降低,硬度逐渐升高,接触角由121°降至79°.由SEM结果发现,试样FS-2中SiO2的粒径仅为100 nm左右,但随着SiO2含量的增加,粒径变大.杂化材料的耐热性较PTFE有一定提高,当杂化材料中SiO2含量达到5.00%时,热分解温度由纯PTFE的503℃上升至528℃.