纤维摩擦材料的发展

摩擦材料包括金属基、树脂基和纤维基三大类摩擦材料。随着纤维复合材料技术的发展 ,树脂基摩擦材料将会被纸基材料代替。最新的纸基复合摩擦材料有比金属基材料更高的能量吸收能力和摩擦系数 ,较低的磨损率和较高的热稳定性。在未来几年内 ,纸基复合摩擦材料将会用于重载荷机动车辆     

纸基摩擦材料坯体组分的研究现状

纸基摩擦材料是一种多孔性、吸油、易压缩和回弹性能优异的摩擦材料,纸基摩擦材料坯体的组分对各项性能起着至关重要的作用。重点介绍了增强纤维(天然植物纤维、无机纤维、碳纤维、有机合成纤维、混合纤维)和摩擦性能调节剂(减摩剂、增摩剂、多种调节剂混合)2种坯体组分的研究进展,通过对各种纸基摩擦材料综合性能总结对比,提出采用环境友好、耐高温、摩擦因数稳定、磨损率低的材料和优化各组分结合的方式将成为坯体组分研究的主要方向。     

芳纶复合纸基摩擦材料的初步研究

本文采用高性能芳纶纤维和剑麻纤维为原料制备湿式成型纸基摩擦材料.初步探讨了原纸中两种纤维的配比、剑麻打浆度、芳纶纤维的长度和形态以及作为粘结剂的酚醛树脂的种类和上胶量等对纸基材料的力学性能和摩擦性能的影响,为进一步研究湿式成型纸基摩擦材料奠定基础.     

纸基摩擦材料的磨损机理分析

通过对纸基摩擦材料的磨损表面及其热衰退性能进行分析,初步探讨了纸基摩擦材料的磨损机理。研究表明,在剪切力及压力的反复作用下,摩擦材料表面的纤维发生严重的磨损,并产生磨屑;其中,植物纤维的磨损更为严重。磨损表面产生严重的界面分离,甚至发生纤维的脱落。磨损时所产生的纤维磨屑及填料磨粒镶嵌于植物纤维中或陷于材料的孔隙中,不会对材料的磨损性能造成明显影响。热分析表明,磨损使得热性能较差的植物纤维发生显著的热衰退,材料的热性能下降。这些结果表明,纸基摩擦材料的磨损机理主要为黏着磨损和疲劳磨损。     

酚醛树脂对芳纶复合纸基摩擦材料的影响

本文采用高性能芳纶纤维和剑麻纤维为原料制备湿式纸基摩擦材料.初步探讨了酚醛树脂的种类和上胶量对纸基材料的强度性能和摩擦系数的影响.     

碳纤维表面协同改性对纸基摩擦材料力学和摩擦学性能的影响

本研究分别采用多巴胺-端环氧基硅油与硝酸-端环氧基硅油体系改性碳纤维,对比了纤维表面形貌和化学官能团的变化,探究了化学协同改性机理。进一步表征了纸基摩擦材料的表面形貌、粗糙度及孔隙结构,研究了协同改性对纸基摩擦材料力学和摩擦学性能的影响规律。结果表明,硝酸-端环氧基硅油改性体系更有利于提升纸基摩擦材料力学强度和耐磨性,改性后纸基摩擦材料的拉伸强度和层间剪切强度分别较改性前提高了25.8%和23.6%,磨损率降至0.620×10^-8 cm³/J;相比于多巴胺预处理,硝酸刻蚀过程不仅可以增加后续端环氧基硅油接枝改性的活性位点,同时提高了碳纤维与树脂间的化学交联密度。     

混合纤维纸基复合摩擦材料的研究

对纸基纤维复合材料的成型及有关影响因素进行了初步研究.采用剑麻纤维与芳纶纤维为原料,针对原纸的抄造、纸页与树脂的复合条件、材料的热压及强度性质等进行了实验,探讨了原纸定量、原纸纤维配比、剑麻浆打浆程度以及浸渍液树脂浓度等因素对材料强度的影响.     

气孔率对湿式纸基摩擦材料性能的影响

制备了由芳纶浆粕增强的气孔率不同的3种湿式纸基摩擦材料,采用改进油浸法测定湿式纸基摩擦材料的气孔率,探究了气孔率对湿式纸基摩擦材料的压缩回弹性、导热性、黏弹性以及摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着气孔率的增大,湿式纸基摩擦材料的压缩率升高,回弹率降低,导热系数增大,达到0. 998 W/(m·K),损耗因子tanδ也升高;随着气孔率的增大,湿式纸基摩擦材料摩擦因数增大,但摩擦因数的稳定性降低;虽然磨损率会随气孔率的增大而升高,但芳纶浆粕的加入,使磨损率远低于国家标准。湿式纸基摩擦材料气孔率为41. 92%时,压缩率为17. 50%,回弹率为55. 47%,导热系数为0. 565 W/(m·K),动、静摩擦因数分别为0. 125、0. 135,磨损率为1. 23×10~(-8)cm~3/J,摩擦过程也较为平稳。综合分析,湿式纸基摩擦材料的气孔率控制在40%左右时各性能最均衡。     

纸基摩擦纳米发电机的制备与性能

纸张作为一种绿色材料在摩擦纳米发电机的制备中获得了越来越多的关注。本文简单介绍了摩擦纳米发电机的结构和工作原理,着重分析总结了纸基摩擦纳米发电机的制备与应用,并按照纸张在摩擦纳米发电机中的作用,将纸基纳米摩擦发电机分为3类:纸张作为基板材料、纸张作为摩擦带电材料以及纸张同时作为电极基板与摩擦带电材料的摩擦纳米发电机;并介绍了近年来各类纸基摩擦纳米发电机的结构组成、性能和简单应用。     

纸基摩擦材料的摩擦性能及其机理研究现状

纸基摩擦材料因其优异的摩擦性能在交通运输机械、建筑矿山机械等各类车辆与工程机械的自动变速器和制动器中得到广泛的应用,是一类重要的摩擦材料.文章介绍了纸基摩擦材料的接合机理、润滑油作用机制、纸基摩擦材料性能的影响因素(孔隙率、材料力学性能及温度)、表面形貌及磨损机理的研究现状.     

树脂对湿式纸基摩擦材料性能的影响

树脂是湿式纸基摩擦材料的重要成分,对材料的性能有着重要的影响.本文分别采用腰果壳油三聚氰胺改性酚醛树脂和丁睛改性酚醛树脂制备了纸基摩擦材料,并对两种材料的热性能、摩擦磨损性能和表面性能进行了研究.结果表明,丁睛改性酚醛树脂制备的材料综合性能较好,其热分解温度相对较高,磨损率低(2.080×10-8cm3/J),动摩擦系数的压力稳定性和转速稳定性较好,离合特性曲线平稳,未出现明显的公鸡尾现象.另外,材料在摩擦前后的表面形态也较好.     

植物纤维微纤维化对纸基摩擦材料磨损性能的影响

探讨了植物纤维微纤维化对纸基摩擦材料摩擦、磨损性能的影响.研究表明,植物纤维微纤维化对纸基摩擦材料的孔隙结构、界面结合性能及摩擦性能调节剂的留着性能产生重要影响.与未微纤维化的材料相比,低微纤维化度对材料的孔隙结构影响不大,但能有效提高填料的含量及界面结合强度,因而材料的动、静摩擦因数较高,磨损率较低.随着纤维微纤维化程度进一步提高,材料孔隙下降使得摩擦材料与对偶之间形成的润滑油膜不能得到有效抑制或破坏,并导致润滑油热交换能力不足,动、静摩擦因数降低,材料热衰退加剧,磨损率增加.     

浸渍工艺对高性能纸基材料摩擦性能的影响

通过碳纤维、短切芳纶纤维和芳纶浆粕作为增强纤维制备高性能摩擦材料原纸,然后用树脂对原纸进行浸渍制造汽车用纸基磨擦材料。研究了树脂种类、含量以及浸渍方式,对耐摩擦材料的孔隙率、摩擦性能和磨损的影响。实验结果显示:双酚A型-硼酚醛树脂作为黏结剂的性能优于酚醛树脂,在树脂含量27%左右,摩擦性能最好,磨损较小。浸渍加入氟橡胶可以提高摩擦材料的摩擦性能。     

压缩比与应用环境对纸基摩擦材料机械性能的影响

为探究纸基摩擦材料最佳压缩比，本研究分析了热压过程中压缩比对纸基摩擦材料机械性能的影响，探讨了在空气介质与传动油介质中温度和压缩比对其压缩回弹性能的影响。结果表明，纸基摩擦材料的压缩比在40%时，材料具有最佳的孔隙结构和机械性能；其孔隙率55.3%、孔径分布均匀，平均孔径1.91 μm，硬度值98 HRR，平均动摩擦因数0.117，剪切强度3.6 MPa，热机械性能稳定；在相同介质中，压缩比的增大可提高纸基摩擦材料的压缩回弹性能、降低永久变形率，而温度的升高则导致材料压缩回弹性能下降和永久变形率增加；相较于在空气介质中，纸基摩擦材料在传动油介质中的压缩回弹性能更加稳定。     

基于纤维素纳米纤维的摩擦纳米发电机

简要介绍了摩擦纳米发电机的工作原理、结构以及工作模式;着重介绍了以纤维素纳米纤维（CNF）膜或CNF纸作为基础摩擦带电材料的摩擦纳米发电机的构建与应用,主要包括以CNF纸或CNF膜直接作摩擦带电材料、以化学改性CNF膜作摩擦带电材料和以CNF复合膜作摩擦带电材料的摩擦纳米发电机。     

高性能复合纸基摩擦材料原纸抄造工艺的初步研究

采用碳纤维、短切芳纶纤维和芳纶浆粕、竹纤维以及海泡石绒为原料,通过湿法成形制备纸基摩擦材料原纸;探讨了原纸中海泡石绒对混杂纤维的分散作用,以及在羧基丁腈胶乳和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的作用下对填料、摩擦性能调节剂的吸附和粘结效用。实验结果表明:海泡石绒对混杂纤维有良好的分散作用,并能改善浆料的留着和纸页的匀度。     

不锈钢纤维/玻璃纤维针刺毡增强摩擦复合材料的研发

采用非织造布针刺技术制作不锈钢纤维/玻璃纤维针刺毡作为增强材料,与硼改性酚醛树脂复合开发高性能摩擦材料。论述了不同树脂含量、不锈钢纤维含量、纤维毡定量和结构以及环境温度对增强摩擦复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。研究结果表明,不锈钢纤维/玻璃纤维针刺毡增强摩擦复合材料具有良好的综合性能。     

植物纤维微纤维化对纸基摩擦材料磨损性能的影响

华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室钟林新等人探讨了植物纤维微纤维化对纸基摩擦材料摩擦、磨损性能的影响。研究表明,植物纤维微纤维化对纸基摩擦材料的孔隙结构、界面结合性能及摩擦性能调节剂的留着性能产生重要影响。与未微纤维化的材料相比,低微纤维化度对材料的孔隙结构影响不大,     

不同的钢纤维和芳纶浆粕配比对铝基制动盘用橡胶基摩擦材料性能的影响

本文设计三组不同钢纤维与芳纶浆粕的配比,使用冷压成型法制备铝基制动盘用橡胶基摩擦材料,并通过摩擦磨损试验、塑料洛氏硬度测试、冲击试验、压缩试验、密度实验等方法系统地测试不同配比下试样性能。实验结果表明：在3300r/min、3700r/min、4200r/min制动速度下,橡胶基摩擦材料的摩擦磨损性能在不同的钢纤维和芳纶浆粕的配比下会受到影响,在二者比例为16∶5时将会获得更好的摩擦磨损性能。     

纤维表面改性对纸基摩擦材料原纸强度性能的影响

采用高温空气氧化法对碳纤维表面进行改性处理,同时采用磷酸氧化法对芳纶短切纤维表面进行处理,对改性前后的两种纤维分别进行表征;采用芳纶浆粕、竹浆、海泡石绒以及改性前后的碳纤维和芳纶短切纤维混合来抄造纸基摩擦材料原纸;探究纤维的表面改性处理对纸基摩擦材料原纸强度性能的影响。结果表明,改性后的纤维表面产生了很多沟壑,纤维表面粗糙程度增加,纤维表面的接触点和面积更多,结合力更大,同时引入了大量的活性基团;用改性纤维配抄的纸张层间结合强度比未改性纤维配抄的纸张层间结合强度提高了21%。