纳米SiC与石墨填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能

考察了不同含量的纳米SiC对石墨/聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析了磨损表面,并探讨了其磨损机理。结果表明:纳米SiC与石墨能够很好地协同增强聚四氟乙烯,纳米SiC的加入大大提高了复合材料的承载能力,石墨的加入减少了纳米SiC与对偶面的摩擦系数,从而降低了纳米SiC的脱落趋势,提高了复合材料的耐磨性。当纳米SiC含量为5%时,5%石墨/PTFE复合材料表现出最佳的耐磨性,具有一定的应用价值。     

碳化硅对超高分子量聚乙烯摩擦磨损及力学性能的影响

通过干、湿2种方法分别制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/碳化硅(SiC)复合材料,采用热重分析、扫描电镜、摩擦磨损测定等表征手段,研究了不同方法制备的复合材料中SiC粒子在UHMWPE基体中的分散情况,以及2种方法对复合材料摩擦磨损和力学性能的影响。结果表明,湿法制备的复合材料中SiC粒子在UHMWPE基体中分散均匀,团聚现象得到改善。在干摩擦条件下,湿法制备的UHMWPE/SiC复合材料的稳态摩擦系数最低,磨损率最小,UHMWPE的粘着磨损、磨粒磨损得到有效改善。湿法制备的复合材料力学性能优于干法。     

不同类型颗粒混合增强铁基复合材料的磨损性能

采用电流直加热动态热压烧结工艺制备陶瓷颗粒增强铁基复合材料,研究高体积分数(25%,30%,35%)下,单一类型颗粒(SiC,TiC,TiN)及混合类型颗粒(TiC+TiN,SiC+TiN,SiC+TiC)作为增强相对铁基复合材料磨损性能的影响。结果表明:单一类型粒子强化时,TiNP/Fe复合材料的耐磨性最好,TiCP/Fe次之,SiCp/Fe最差。混合粒子作为增强体时,(TiC+TiN)P/Fe复合材料磨损性能显著优于其对应的单一颗粒增强材料;其中粒子含量为30%时,(TiC+TiN)P/Fe复合材料磨损性能提高最大,其磨损量比TiCP/Fe降低了51.9%,比TiNp/Fe复合材料降低了44.1%,体现出可贵的混合增强价值。(SiC+TiC)_P/Fe和(SiC+TiN)P/Fe复合材料的磨损性能分别处于对应的两个单一颗粒增强材料之间。磨损表面观察表明,耐磨性好的(TiC+TiN)P/Fe复合材料的磨损机理为磨粒磨损,而(SiC+TiC)_P/Fe和(SiC+TiN)P/Fe复合材料除磨粒磨损外还存在明显的疲劳磨损现象。     

不同类型颗粒混合增强铁基复合材料的磨损性能EI北大核心CSCD

采用电流直加热动态热压烧结工艺制备陶瓷颗粒增强铁基复合材料,研究高体积分数(25%,30%,35%)下,单一类型颗粒(SiC,TiC,TiN)及混合类型颗粒(TiC+TiN,SiC+TiN,SiC+TiC)作为增强相对铁基复合材料磨损性能的影响。结果表明:单一类型粒子强化时,TiNP/Fe复合材料的耐磨性最好,TiCP/Fe次之,SiCp/Fe最差。混合粒子作为增强体时,(TiC+TiN)P/Fe复合材料磨损性能显著优于其对应的单一颗粒增强材料;其中粒子含量为30%时,(TiC+TiN)P/Fe复合材料磨损性能提高最大,其磨损量比TiCP/Fe降低了51.9%,比TiNp/Fe复合材料降低了44.1%,体现出可贵的混合增强价值。(SiC+TiC)_P/Fe和(SiC+TiN)P/Fe复合材料的磨损性能分别处于对应的两个单一颗粒增强材料之间。磨损表面观察表明,耐磨性好的(TiC+TiN)P/Fe复合材料的磨损机理为磨粒磨损,而(SiC+TiC)_P/Fe和(SiC+TiN)P/Fe复合材料除磨粒磨损外还存在明显的疲劳磨损现象。     

Mg_2B_2O_(5W),SiC和Gr颗粒增强6061Al基复合材料的摩擦磨损行为

采用粉末热挤压法制备2%Mg2B2O5w/6061Al,2%Gr/6061Al,2%SiCp/6061Al,2%Mg2B2O5w+2%Gr/6061A,2%Mg2B2O5w+2%SiCp/6061Al,2%Mg2B2O5w+2%Gr+2%SiCp/6061Al单一及混杂增强的铝基复合材料,并对其耐磨性和摩擦行为进行研究。结果表明:随着载荷的增大,各种复合材料的磨损率均增大,石墨的添加增大了铝基复合材料的磨损率;复合材料的摩擦因数随载荷的增大而降低并趋于稳定,摩擦因数均介于0.22~0.32之间。未加入石墨的复合材料的磨损机制以磨料磨损和轻微的黏着磨损为主,加入石墨后复合材料的磨损机制转变为剧烈的黏着磨损。     

ZrO2-膨化石墨/焦炭复合材料的结构和制备

运用两种不同技法制备了ZrO2纳米粒子改性的膨化石墨/焦炭复合材料,应用XRD、SEM和TEM对所得ZrO2改性炭材料进行了表征.技法1:在ZrO(NO3)2及NH4OH溶液中反复交替地浸渍低密度膨化石墨/焦炭块体,随后在1200℃氮氛中热处理,以使在炭块自由表面沉积ZrO2纳米粒子的薄层.技法2:将可膨胀石墨、酚醛树脂粉和ZrOC2 O4-改性的纤维素纤维混合物封装于一容器中,使之经受900℃热激震,随后在氮氛中1200℃热处理,获得改性复合材料.结果表明:复合材料中ZrO2纳米粒子呈现三种尺寸:6nm～30nm为单独的纳米粒子和小微粒;200nm～1000nm为长树突状结构物;1μm～40μm为形如纤维素前驱体的杆状物.     

SiC粒子改性聚氨酯/环氧树脂复合材料性能研究

利用聚氨酯预聚体对环氧树脂(EP)进行改性制备聚氨酯/环氧树脂复合材料,再加入碳化硅(SiC)粒子作为无机填料对复合材料改性。结果表明:改性后的复合材料力学、耐磨、防腐等性能均得到了提高,当SiC粒子的加入量为复合材料的6%时,复合材料的冲击强度为24.28kJ/m2,拉伸强度为66.19MPa,均达到最大值,磨损量为0.083g,提高了耐磨性能,耐酸碱腐蚀性能达到最佳。     

蒸汽爆破方法对PP/石墨/剑麻复合材料屏蔽效能的影响

将剑麻纤维与炭黑一起蒸汽爆破,之后再与基体复合能够提高复合材料屏蔽效能。研究表明,蒸汽爆破技术能有效地解决碳系粒子团聚的难题,改善碳系粒子在树脂基体中的分散效果,大大提高了复合材料的屏蔽效能。根据剑麻/石墨经过一次爆破、两次爆破和剑麻单独爆破后再与石墨共混3种加工方法制得复合材料并分别测试其屏蔽效能,得出剑麻/石墨经一次蒸汽爆破制得的复合材料的屏蔽效能最好。     

Ti3SiC2-SiC复合材料的耐磨擦磨损性能

以商用硅粉、碳粉、钛粉以及少量的铝粉为原料,利用放电等离子烧结技术原位反应制备了Ti3SiC2-SiC复合材料.利用盘销式摩擦磨损实验机测试了Ti3SiC2-SiC复合材料的耐摩擦磨损性能.结果表明:随着SiC含量的增加,材料相对于硬化钢的摩擦系数和磨损系数均呈下降趋势,这表明SiC的引入提高了复合材料的抗摩擦磨损性能.Ti3SiC2单相材料摩擦系数在0.8～1.0之间,而Ti3SiC2-40vol%SiC复合材料在稳态下的摩擦系数达到了0.5,Ti3SiC2-40vol%SiC复合材料相对于TisSiC2单相材料的磨损系数下降了一个数量级.Ti3SiC2-SiC复合材料的高抗磨损性归因于磨损类型的改变以及SiC良好的抗氧化性能.     

ZrO_2—膨化石墨/焦炭复合材料的结构和制备（英文）

运用两种不同技法制备了ZrO2纳米粒子改性的膨化石墨/焦炭复合材料,应用XRD、SEM和TEM对所得ZrO2改性炭材料进行了表征。技法1:在ZrO(NO3)2及NH4OH溶液中反复交替地浸渍低密度膨化石墨/焦炭块体,随后在1200℃氮氛中热处理,以使在炭块自由表面沉积ZrO2纳米粒子的薄层。技法2:将可膨胀石墨、酚醛树脂粉和ZrOC2O4—改性的纤维素纤维混合物封装于一容器中,使之经受900℃热激震,随后在氮氛中1200℃热处理,获得改性复合材料。结果表明:复合材料中ZrO2纳米粒子呈现三种尺寸:6nm~30nm为单独的纳米粒子和小微粒;200nm~1000nm为长树突状结构物;1μm~40μm为形如纤维素前驱体的杆状物。     

碳纤维酚醛树脂基复合材料制备及摩擦磨损性能研究

以酚醛树脂为基体,碳纤维为增强纤维,石墨和聚醚醚酮(PEEK)为固体润滑剂,通过热压成型方法制备复合材料。通过多功能立式摩擦磨损试验机对复合材料进行摩擦磨损测试,扫描电子显微镜观察复合材料的磨损表面。结果表明,石墨的加入能够降低复合材料的摩擦系数和磨损率,当加入15%(wt,质量分数)石墨的复合材料的摩擦系数为0.1,磨损率为0.37×10~(-6)g/N·m。PEEK的加入能够增加复合材料的摩擦系数,降低复合材料的磨损率,当加入10%(wt,质量分数)PEEK的复合材料表现出最好的摩擦性能,摩擦系数为0.28,磨损率为0.92×10~(-6)g/N·m。     

热压烧结制备SiC增强石墨复合材料及其性能

以天然鳞片石墨为起始原料,SiC颗粒为增强相,采用热压烧结工艺制备了SiC增强石墨复合材料。研究了SiC含量对SiC增强石墨复合材料微观结构、力学性能和摩擦性能的影响。结果表明:SiC颗粒均匀分布在石墨基体中,降低了基体中的孔隙率;随着SiC含量增加,SiC增强石墨复合材料的相对密度和弯曲强度相应增加,开孔率显著降低,当SiC含量达到40vol%时,SiC增强石墨复合材料中形成了SiC网络骨架结构,相对密度达到了94.2%,比商品高强纯石墨材料提高了11.8%,弯曲强度达到了146 MPa,比商品高强纯石墨材料提高了147%;基体石墨保持了层状结构;SiC含量低于40vol%时,SiC增强石墨复合材料的摩擦系数随SiC含量的增加轻微增加,与纯石墨材料的摩擦系数相当,具有良好的摩擦性能。     

纳米SiC和SiO2与玻璃纤维混杂填充PA6的力学性能及摩擦磨损性能

采用注塑成型法制备纳米SiC和SiO2与玻璃纤维混杂填充PA6尼龙复合材料,对PA6复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了实验研究,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌。结果表明：纳米SiC或SiO2与玻璃纤维混杂填料能使PA6尼龙复合材料的拉伸强度和表面硬度增大。纳米SiOz与玻璃纤维混杂填料能使复合材料耐磨损性提高,以5％SiO2与玻璃纤维混杂填充耐磨性最佳;而纳米SiC与玻璃纤维混杂填料导致复合材料的磨损量增大,纳米SiC或SiO2与玻璃纤维混杂填充PA6复合材料的摩擦系数都低于尼龙材料。     

不同反应途径制备TiO_2/石墨烯复合材料及其光电催化性能研究

以氧化石墨烯和Ti(SO4)2为初始反应物,通过不同的反应途径制得两种TiO2/石墨烯复合材料。途径一是利用Ti(SO4)2水解,在氧化石墨烯层间成核生长纳米TiO2颗粒,制得TiO2/氧化石墨烯复合材料,再通过还原反应,制得TiO2/石墨烯复合材料。途径二是将氧化石墨烯还原制得石墨烯,再利用Ti(SO4)2水解,在石墨烯层间成核生长而制得TiO2/石墨烯复合材料。通过XRD、FE-SEM、HR-TEM、BET和电化学性能测试等测试手段对复合材料进行表征。以复合材料为工作电极,在可见光照射(λ420nm)和外加电极电压的条件下,通过光电催化降解酸性红B对复合材料的催化性能进行研究。结果表明,(1)不同的反应途径对复合材料的多方面性质有较大影响;(2)途径一所制得的复合材料具有更加优良的光电催化性能。     

粉末冶金法制备CNT和SiC混杂增强铝基复合材料的摩擦磨损性能EI北大核心CSCD

以7055Al为基体,通过粉末冶金法分别制备碳化硅(SiC)颗粒、碳纳米管(CNT)以及SiC和CNT混杂增强7055Al复合材料,并对三种复合材料的干滑动摩擦磨损行为进行研究。结果表明:随着载荷提高,复合材料磨损失重增加,摩擦因数略有降低。在0.5 MPa与1.0 MPa载荷条件下,SiC-CNT/7055Al复合材料磨损失重低于单一SiC/7055Al和单一CNT/7055Al复合材料。2.0 MPa时,SiC-CNT/7055Al复合材料磨损失重急剧增加。随着载荷提高,CNT/7055Al复合材料耐磨性逐渐增加,在中、高载荷下,材料具有更为优异的耐磨性。SiC/7055Al复合材料磨损量则随着载荷提高,磨损失重逐渐增加,当载荷为2.0 MPa时,材料磨损量增加幅度较小。     

石墨/CNTs增强铝基混杂复合材料的微观组织与摩擦磨损性能

采用粉末冶金法制备了石墨/碳纳米管(CNTs)增强铝基复合材料,研究了石墨和碳纳米管对复合材料摩擦磨损性能及硬度的影响,并利用扫描电子显微镜观察了复合材料的显微组织、磨损表面形貌。结果表明:仅添加石墨的复合材料摩擦系数明显降低,而磨损率、硬度有少量降低;但是将石墨和碳纳米管混杂加入到复合材料中后,材料的摩擦系数明显降低,磨损率急剧升高,且材料的硬度随碳纳米管含量增加而逐渐下降。仅添加石墨的复合材料磨损形式主要是磨粒磨损和犁沟磨损,而添加石墨和碳纳米管的复合材料主要是剥层磨损。     

纳米陶瓷颗粒填充PTFE基复合材料的干摩擦磨损性能

利用MM-200型环-块摩擦磨损试验机研究了纳米陶瓷颗粒SiC、Si3N4、AlN和TiN对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料在干摩擦条件下与45#钢对磨时的摩擦磨损性能的影响,借助于扫描电子显微镜观察分析了试样磨损表面形貌,并探讨了磨损机理。结果表明:添加纳米TiN减少了PTFE的摩擦系数,而添加纳米SiC、Si3N4增大了PTFE的摩擦系数。与纯PTFE相比,PTFE复合材料的耐磨性能显著提高,其中以纳米AlN的减磨效果最好,纳米Si3N4的减磨效果最差。纯PTFE的磨损机制主要表现为粘着磨损和疲劳磨损,而纳米粒子填充PTFE基复合材料的磨损机制主要表现为不同程度的粘着磨损、犁沟效应和塑性变形特征。     

石墨改性热塑性聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用热压成型工艺制备石墨填充热塑性聚酰亚胺复合材料,考察了复合材料的力学性能及干摩擦和三种油润滑条件下的摩擦磨损性能;利用扫描电子显微镜和能谱仪观察分析材料磨损表面形貌和元素分布.结果表明:石墨的加入降低了复合材料的弯曲强度和拉伸强度,干摩擦条件下复合材料摩擦系数随着石墨含量的增大稳步降低最终保持在0.1左右;石墨含量为30%时复合材料磨损率仅为纯树脂的2.9%;油润滑条件下复合材料的摩擦系数相比干摩擦降低了一个数量级;三种润滑油均能在偶件表面形成稳定吸附膜,由于润滑油性质的差异导致材料摩擦磨损性能有所不同.     

氧化铝短纤维、石墨混杂增强ZL108复合材料的摩擦特性

采用挤压铸造法制备了氧化铝短纤维(80％Al_2O_3·20％SiO_2)、石墨(Gr)混杂增强铝基复合材料。对其组织、强度、摩擦磨损特性等进行了研究。发现由氧化铝短纤维和石墨混杂增强的铝基复合材料具有优良的摩擦性能。这种复合材料随着其中石墨含量的增加,摩擦系数明显降低。在短纤维含量较高的铝基复合材料中,石墨的作用尤为突出。在大载荷下,石墨能显著降低短纤维增强铝基复合材料的摩擦系数和磨损量。从实验和分析来看,石墨改变了复合材料的磨损类型。     

无机填料增强聚苯酯/ 聚四氟乙烯复合材料的力学和摩擦磨损性能

采用石墨/ 二硫化钼填充改性聚苯酯/ 聚四氟乙烯复合材料, 研究了复合材料的力学性能和摩擦磨损性能。研究表明, 石墨和MoS₂ 的加入不仅能够很好地改善Ekonol/ PTFE 复合材料的力学性能, 使复合材料的拉伸强度、弯曲强度和硬度均有所提高, 而且还使Ekonol/ PTFE 复合材料的摩擦系数增加, 磨损体积减小, 耐磨性能显著提高。当Ekonol 含量为5 % , 石墨/ 二硫化钼总含量为8 %时, 拉伸强度、弯曲强度分别提高了31 %和41 % ,硬度值约提高了713 %。SEM 分析表明, Ekonol/ 石墨/ MoS₂ / PTFE 复合材料的磨损主要以粘着磨损为主。