粉煤灰空心微珠粒径对树脂基复合材料力学与摩擦学性能的影响*

粉煤灰空心微珠具有空心圆球结构,将其用于充填树脂基复合材料,可减少树脂用量、提升复合材料性能,同时促进粉煤灰排放废弃物的高附加值利用。采用不同粒径的粉煤灰空心微珠充填树脂基复合材料,研究不同粒径的粉煤灰空心微珠对复合材料密度、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着粉煤灰空心微珠粒径的减小,复合材料的密度呈先降低后增加的趋势,硬度和冲击强度呈先增加后减少的趋势;粉煤灰空心微珠粒径为120~140目时,复合材料密度最小,粒径小的空心微珠更有利于降低复合材料的密度;粒径为80~100目时,复合材料冲击强度最大;采用较大粒径粉煤灰空心微珠充填树脂基复合材料,更有利于提高复合材料的高温摩擦因数,改善树脂基复合材料的抗热衰退性能;粒径20~40目和60~80目粉煤灰空心微珠复合材料具有良好的综合摩擦磨损性能。     

La2O3改性树脂基制动材料的摩擦学性能

通过定速摩擦试验、CHASE摩擦试验及磨损表面形貌观察等方法探讨La₂O₃含量对稀土La₂O₃改性树脂基制动材料的摩擦磨损性能、抗热衰退性能与恢复性能的影响。定速摩擦试验结果表明,制动材料中添加适量La₂O₃可有效提高其摩擦因数,降低其磨损率,同时还可增加其摩擦因数的稳定性;其中,添加20% La₂O₃试样的综合摩擦学性能为最优。CHASE摩擦试验结果表明,La₂O₃的加入可有效提高复合材料的抗热衰退性能与恢复性能。     

竹纤维表面碱处理对纤维增强树脂基摩擦材料摩擦学性能的影响

通过对竹纤维采用不同工艺的碱处理后,采用热压法制备改性竹纤维增强树脂基复合材料,并对竹纤维表面结构、复合材料的摩擦学性能以及磨损表面形貌进行研究。结果表明:对竹纤维进行碱处理,可有效提高纤维增强树脂基摩擦材料制动时的摩擦因数及摩擦因数稳定性。当NaOH溶液的质量浓度为200 g/L、处理时间为48 h时,该复合材料具有较好的摩擦磨损性能,平均摩擦因数由未处理时的0.21提高到0.26,总体积磨损率由2.57×10-7cm3/(N·m)降低至1.18×10-7 cm3/(N·m),摩擦因数偏差保持在0.08的较低水平。竹纤维经碱处理后木质素中的不同基本结构单元均发生不同程度的分解,表面变得粗糙,纤维束分裂成更小的纤维,纤维取向更接近轴向,提高了竹纤维与树脂基体界面粘结能力;同时经碱处理后的竹纤维可保持对基体和填料的强支撑作用,在高温下复合材料不易出现热衰退现象,摩擦学性能得到改善。     

氧化镧改性树脂基复合材料摩擦学性能研究

为克服树脂基制动材料易产生热衰退而失效的问题,在热压成型的树脂基制动摩擦材料加入氧化镧进行改性。通过正交试验方差分析获得摩擦学性能较优的配方,通过X-DM摩擦试验、磨损表面形貌分析等手段探讨氧化镧对材料在不同温度下的摩擦学性能的影响,并探讨其摩擦磨损机制。结果表明:摩擦材料配方组分及质量分数分别为氧化镧21. 6%、酚醛树脂12. 9%、硅酸铝纤维12. 9%、竹纤维2. 6%,其他填料50%时可获得较优的摩擦磨损性能;加入适量的氧化镧不仅能够稳定低温、高温摩擦因数,还能降低磨损率,减少热衰退的产生;在树脂基制动摩擦材料中加入适量的氧化镧后,其磨损形式由磨粒磨损为主转变为黏着磨损为主,且磨损表面出现大面积连续的摩擦膜。     

仪表盒外壳注塑模设计

针对仪表盒塑件结构的特点,提出一种采用定模滑块抽芯的注塑成型模具结构设计,即利用深盒形件包紧力大的特点,采用定模滑块抽芯和弹簧辅助的结构设计方法。文章论述了该模具的滑块结构设计要点,以及模具的工作过程。应用结果表明,该模具结构动作稳定可靠,并适用于其他类似的产品。     

稀土化合物改性复合材料在油润滑下的摩擦学性能

以竹纤维为增强相,通过稀土化合物改性制备一种树脂基复合材料;采用环块式摩擦磨损实验,研究稀土化合物改性复合材料在油润滑状态下载荷、转速对试样摩擦学性能的影响,以及稀土化合物改性对复合材料试样摩擦学性能的影响;比较干摩擦状态和油润滑状态下复合材料的摩擦学性能,观察和分析试样磨损表面形貌,探讨其磨损机制。实验结果表明:油润滑条件下,稀土化合物改性复合材料的摩擦因数和磨损率都随着载荷的增大而增加;较高载荷下摩擦因数随着转速的增大先增加后减小,而磨损率则呈现逐步增加的趋势;稀土化合物的改性使竹纤维和基体界面结合更为紧密,提高摩擦因数的同时降低了磨损率;在油润滑作用下,试样磨损由干摩擦时的磨粒磨损和疲劳磨损转变成为轻微的疲劳磨损;在油润滑状态下,复合材料处于边界润滑状态,故摩擦因数和磨损率均低于干摩擦。     

聚氯乙烯包覆处理竹纤维对其增强摩擦材料摩擦学性能的影响

采用聚氯乙烯(PVC)包覆法处理竹原纤维,并将其应用于增强树脂基摩擦材料。通过定速摩擦试验、表面形貌观察及能谱分析、热失重分析等方法探讨PVC包覆处理竹纤维对其增强摩擦材料摩擦学性能的影响。结果表明,竹纤维经过PVC包覆处理后,能显著提高摩擦材料的整体摩擦学性能,尤其是中高温的摩擦因数。PVC溶液质量浓度为20 g/L,处理时间为20 min,材料具有良好的综合摩擦磨损性能。PVC包覆处理后竹纤维表面可形成一层均匀的PVC复合界面膜,使复合材料中竹纤维和树脂基体的界面黏结性能得到改善,令竹纤维在较高温度下仍然能对基体起到增强作用,提高了材料的摩擦磨损性能。     

植物纤维增强树脂基制动材料的研究及其应用

近年来随着汽车工业的快速发展及人们环保意识的增强,对制动材料性能的要求也进一步提高。文中综述了制动材料的研究现状,并指出植物纤维增强的新型树脂基制动材料在制动材料中具有广阔的应用前景;但天然植物纤维与树脂间界面粘结性差,且纤维本身耐热性不佳,限制了其在高性能树脂基制动材料中的应用。认为可研发一种单一而有效的改性方法对植物纤维进行改性,改善其与树脂基体间界面粘结性能并提高其耐热性,且同时能有效提高制动材料的力学与摩擦学性能。     

蒸汽爆破处理对竹纤维复合摩阻材料摩擦学性能的影响

天然竹纤维在增强树脂基复合材料的应用中存在与憎水性的树脂界面相容性差等问题。通过对竹纤维进行不同工艺蒸汽爆破处理,探索其对增强复合摩阻材料界面和性能影响。结果表明,竹纤维蒸爆处理使复合材料冲击强度提高10%以上,其中压力变化影响较小,而保压时间延长使材料冲击强度增大;蒸爆处理可改善材料高温摩擦系数,提高材料制动稳定性、抗热衰退性能和耐磨性。竹纤维在蒸爆压力2 MPa时保压240 s,摩阻材料具有较佳摩擦学性能。经蒸爆处理后竹纤维外表呈棉絮状,具有更明显的细小沟壑,比表面积增大,有利于提高竹纤维与树脂基体界面结合能力。未处理样磨损表面的竹纤维在高温时炭化烧蚀严重,基体在外力作用下被撕裂剥落,而蒸爆样表面仍有大量竹纤维存留并起增强作用,周围形成较稳定摩擦表面膜,保证了材料在高温下的摩擦学性能。     

稀土溶液改性对竹纤维增强制动材料力学与摩擦学性能的影响

通过对竹纤维进行不同工艺的稀土溶液改性(RES)处理,探索其对增强树脂基制动材料的力学和摩擦学性能的影响。结果表明:对竹纤维进行RES改性不仅可改善其与树脂基体间的界面粘结性能,同时还可提高竹纤维的耐热性能,经RES改性后的竹纤维耐热性较未处理高出一倍,可大大减少竹纤维在高温时的碳化程度,进而提高制动材料的高温摩擦性能;经RES改性竹纤维,其增强的复合材料力学和摩擦性能均得到提高;RES浓度为20%,改性时间为30 min的试样综合摩擦学性能最优,各个温度的摩擦系数均在0.40~0.50之间。