埃洛石-玻纤/聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损热膨胀及力学性能

采用冷压成型烧结工艺制备出玻璃纤维（GF）和埃洛石（HNTs）填充的聚四氟乙烯（PTFE）复合材料。研究了填料类型及不同配比的填料对PTFE复合材料的界面、摩擦学性能、线膨胀系数及力学性能的影响。结果表明:适量填充HNTs可以提升GF/PTFE复合材料的摩擦磨损、热膨胀及力学性能。填充2.0%HNTs时的HNTs-GF/PTFE复合材料比GF/PTFE复合材料的磨损率降低32.7%,高温时HNTs-GF/PTFE复合材料的线膨胀系数（CTE）比纯PTFE降低近2个数量级,断裂伸长率、拉伸强度和弯曲强度分别提高40.0%、2.3%和7.1%。      

改性炭纤维增强聚四氟乙烯复合材料的制备

研究了不同处理条件对复合材料拉伸、摩擦性能的影响,并对拉伸断口及磨损表面形貌进行了分析。结果表明,Ar等离子体处理、聚四氟乙烯乳液包覆的炭纤维能有效增大复合材料界面结合力并提高拉伸强度;当处理时间为9 min时,复合材料的拉伸强度为24.3 MPa,断裂伸长率为340%,磨损率为2.4×10-6mm3/N.m;与纯PTFE相比,拉伸强度和断裂伸长率分别提高了48%和100%,磨损率下降55.6%。     

炭纤维/聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

分别采用热空气氧化后经钛酸酯偶联剂处理炭纤维(CF)和氩等离子体处理聚四氟乙烯(PTFE)分散液包覆炭纤维制备CF/PTFE复合材料,研究这两种CF表面改性方法对复合材料拉伸性能及摩擦磨损性能的影响,并采用扫描电子显微镜对试样拉伸断面与磨损表面进行观察和分析。结果表明,热空气氧化后经偶联剂处理炭纤维可使CF/PTFE复合材料的拉伸强度与断裂伸长率分别提高33%和82%、磨损率下降44%,氩等离子体处理PTFE分散液包覆炭纤维可使复合材料的拉伸强度与断裂伸长率分别提高49%和100%、磨损率下降56%。     

稀土处理玻璃纤维填充PTFE复合材料的滑动磨损性能

研究了不同玻璃纤维表面处理对PTFE复合材料在干摩擦条件下滑动磨损性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)分析了磨损机理。结果表明:在干摩擦条件下,经表面处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的摩擦系数和摩擦表面温度比未经处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的低,且减磨性能优于未经处理的;而稀土处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的摩擦系数和摩擦表面温度最低,减磨性能最好;未经处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料和偶联剂处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料都发生了剧烈的粘着转移;偶联剂与稀土处理玻璃纤维填充的PTFE复合材料的磨损机理主要是明显的磨粒磨损;稀土处理玻璃纤维填充PTFE复合材料的磨损形式主要是粘着转移和轻微的磨粒磨损。     

2种改性聚四氟乙烯固体润滑剂的摩擦学二次转移行为

为改善聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的性能,将青铜粉(Bronze)、聚酰亚胺(PI)填充PTFE材料对其进行改性,采用冷压成型、自由烧结工艺分别制备了2种固体润滑剂,在改装的M-2000型摩擦磨损试验机上考察了2种固体润滑剂的二次转移性能;用扫描电子显微镜对上试样的磨损表面进行观察和分析。结果表明:PTFE复合材料作固体润滑剂所形成的二次转移能够改善体系的摩擦学性能,填料的加入增强了PTFE复合材料转移膜与底材的结合强度,起到了保护金属表面的作用;PTFE/Bronze比PTFE/PI的复合材料更适宜作润滑源使用。     

PTFE及纳米粒子改性环氧树脂基聚酯织物增强复合材料的拉伸及摩擦学性能

为了研究填料(纳米粒子和PTFE)对聚酯织物增强复合材料的拉伸及摩擦学性能(轴向及偏轴方向)的影响,使用手糊成型的方法制备了四种环氧树脂基聚酯织物增强复合材料.根据拉伸应力-应变曲线和断口形貌图讨论了拉伸断裂机理.使用环-块式结构的Amsler摩擦磨损试验机测试织物增强复合材料的摩擦学性能.结果表明:对于纯环氧树脂/织物增强复合材料来说,聚酯织物在整个织物增强复合材料的拉伸和摩擦磨损测试中起到了主要的抗拉和耐磨作用;但当在环氧树脂中加入填料后,环氧树脂基体在抗拉和耐磨性方面起到了越来越重要的作用.拉伸性能的提高是由于纤维-基体间界面的改善;由于填料具有优异的摩擦磨损性能,从而使织物增强复合材料的摩擦学性能得到了提高;并且纳米粒子和PTFE对于织物复合材料性能的提高起到了协同的作用.织物增强复合材料偏轴方向的拉伸性能和摩擦学性能与其在轴向的拉伸性能和摩擦学性能不同.     

PTFE及纳米粒子改性环氧树脂基聚酯织物增强复合材料的拉伸及摩擦学性能EI

为了研究填料(纳米粒子和PTFE)对聚酯织物增强复合材料的拉伸及摩擦学性能(轴向及偏轴方向)的影响,使用手糊成型的方法制备了四种环氧树脂基聚酯织物增强复合材料.根据拉伸应力-应变曲线和断口形貌图讨论了拉伸断裂机理.使用环-块式结构的Amsler摩擦磨损试验机测试织物增强复合材料的摩擦学性能.结果表明:对于纯环氧树脂/织物增强复合材料来说,聚酯织物在整个织物增强复合材料的拉伸和摩擦磨损测试中起到了主要的抗拉和耐磨作用;但当在环氧树脂中加入填料后,环氧树脂基体在抗拉和耐磨性方面起到了越来越重要的作用.拉伸性能的提高是由于纤维-基体间界面的改善;由于填料具有优异的摩擦磨损性能,从而使织物增强复合材料的摩擦学性能得到了提高;并且纳米粒子和PTFE对于织物复合材料性能的提高起到了协同的作用.织物增强复合材料偏轴方向的拉伸性能和摩擦学性能与其在轴向的拉伸性能和摩擦学性能不同.     

聚酰亚胺/石墨改性聚四氟乙烯的摩擦学性能EI北大核心CSCD

利用MMU-10G端面高温摩擦磨损试验机,对聚酰亚胺(PI)和石墨共混改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦学性能进行了测试,利用扫描电镜观察摩擦副表面的磨痕和复合材料的转移情况。同时研究最佳配比PTFE基复合材料在不同试验条件下的摩擦学性能,并测量了摩擦副表面的瞬时温度。结果表明,PI可以大幅度提高填充PTFE的耐磨性能,但PI含量增加不利于非金属转移膜的形成;当PI含量约为25%时,和石墨一起填充PTFE,复合材料的摩擦学性能最佳;当载荷大于300N和线速度大于4m/s时,摩擦表温度均高于125℃,复合材料进入高温摩擦阶段,摩擦表面发生蠕变,转移膜出现不同程度的破坏;PI填充PTFE复合材料摩擦性能在温度低于75℃时变化不明显。     

聚酰亚胺/石墨改性聚四氟乙烯的摩擦学性能

利用MMU-10G端面高温摩擦磨损试验机,对聚酰亚胺(PI)和石墨共混改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦学性能进行了测试,利用扫描电镜观察摩擦副表面的磨痕和复合材料的转移情况。同时研究最佳配比PTFE基复合材料在不同试验条件下的摩擦学性能,并测量了摩擦副表面的瞬时温度。结果表明,PI可以大幅度提高填充PTFE的耐磨性能,但PI含量增加不利于非金属转移膜的形成;当PI含量约为25%时,和石墨一起填充PTFE,复合材料的摩擦学性能最佳;当载荷大于300N和线速度大于4m/s时,摩擦表温度均高于125℃,复合材料进入高温摩擦阶段,摩擦表面发生蠕变,转移膜出现不同程度的破坏;PI填充PTFE复合材料摩擦性能在温度低于75℃时变化不明显。     

纳米Si3N4与石墨混合填充PTFE复合材料的性能

采用模压成型法制备了纳米Si3N4及其与石墨(Gr)混合填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了不同质量分数的纳米Si3N4及其与石墨混合对PTFE复合材料力学与摩擦磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料拉伸断口的微观结构,探讨了其增强机理.结果表明,纳米Si3N4/石墨混杂填料使PTFE复合材料的硬度、拉伸性能、冲击强度和耐磨性能均比单纯Si3N4填充的有所提高,其中7%Si3N4与5%石墨混杂填充的PTFE复合材料有较好的综合性能.微观分析表明,纳米Si3N4与石墨在PTFE基体中分散性较好,Si3N4与石墨具有较好的协同作用.     

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。      

微米和纳米SiO2改性聚四氟乙烯的摩擦磨损性能

使用超细及纳米SiO₂颗粒填充改性聚四氟乙烯塑料。测量其摩擦系数、磨损系数、结晶度,得到了填加量与复合材料摩擦系数、磨损系数和结晶度的关系曲线,并使用扫描电镜(SEM)对其表面形貌进行了分析。结果表明,无论微米或纳米SiO₂、表面处理后的纳米SiO₂,均使PTFE的摩擦系数有所提高,而耐磨损性能也有大幅度的提高。填充量小于6%时,填加未经偶联剂处理的纳米SiO₂的SiO₂/PTFE复合材料的磨损率降低98.5%;填充量大于6%以后,磨损率趋于稳定;填充量为6%时,摩擦系数仅从未加填料时的0.1提高为0.12。而偶联剂表面处理的纳米SiO₂复合材料的摩擦系数提高幅度最小。      

Tribological behavior of poly (phenyl p-hydroxybenzoate)/polytetrafluoroethylene composites filled with hexagonal boron nitride under dry sliding condition

The sliding friction and wear behavior of polytetrafluoroethylene (PTFE) composites filled with poly (phenyl p-hydroxybenzoate) (PHBA) and hexagonal boron nitride (h-BN) was investigated with a pin-on-disc tester. The tensile properties, ball indentation hardness, impact strength and thermal diffusivity were measured. The test results in this paper indicate that the tensile strength, elongation at break, and impact strength decreased, however, the ball indentation hardness and thermal diffusivity were increased when the content of h-BN was increased. PTFE composites filled with 20 wt% PHBA and 20 wt% h-BN exhibited a comparative friction coefficient to pure PTFE. Meantime, the wear rate of the composite decreased about 15 times compared to pure PTFE. The synergistic effect of h-BN with low friction and PHBA with high bearing ability promoted the low friction coefficient and wear rate of h-BN/PHBA/PTFE composites.     

不同纳米材料与石墨混合填充PTFE复合材料摩擦磨损性能

利用MM-200型磨损试验机考察了载荷对纳米SiO₂、TiO₂、Al₂O₃与石墨混合填充PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机理。结果表明,纳米材料及其与石墨混合都可以不同程度地提高PTFE的耐磨性,而它们对PTFE耐磨性的提高程度各不相同,其中以纳米SiO₂-石墨填充PTFE复合材料的磨损质量损失最小,纳米Al₂O₃-石墨填充PTFE复合材料的磨损质量损失较大;填充PTFE复合材料同钢对磨时的摩擦系数表现出不同的性能,纳米SiO₂-石墨填充PTFE的摩擦系数与纯PTFE相差不大。     

石墨/聚四氟乙烯/玻璃纤维改性PA6的力学和摩擦磨损性能

采用石墨(Gr)、聚四氟乙烯(PTFE)和玻璃纤维(GF)改性聚酰胺6(PA6),以提高PA6的摩擦磨损性能和力学性能。重点研究了填料组合、配比、载荷和转速对复合材料摩擦磨损性能的影响,通过磨损表面形貌分析探讨了摩擦磨损机理。结果表明:Gr/PTFE/GF混杂改性PA6能明显降低摩擦系数并提高耐磨性,PA6/Gr/PTFE/GF质量比为70/5/10/15时摩擦系数和磨损率最低,且在高转速(40N,1500r/min)下摩擦磨损性能更好,摩擦系数为0.08,比PA6降低了27%,磨损率为5.5×10~(-6) mm~3/(N·m),比PA6降低了1个数量级,且该复合材料的拉伸强度、冲击强度、储能模量和损耗模量都高于PA6。     

Influence of lubricant filling on the dry sliding wear behaviors of hybrid PTFE/Nomex fabric composite

To improve the antiwear property and load carrying capacity of hybrid PTFE/Nomex fabric/phenolic composites, graphene and graphene oxide (GO) had been synthesized and were employed as fillers, together with graphite. Sliding wear tests show that the wear rates of filler-reinforced PTFE/Nomex fabric composites were reduced greatly when compared to unfilled fabric composite. Besides, it was found that the 2 wt% GO filled PTFE/Nomex fabric composites exhibited the optimal tribological properties. It was proposed that the self-lubrication of GO, the favorable interface stability of the composite, and the uniform transfer film on the counterpart pin contributed together to the reinforced tribological property of GO filled PTFE/Nomex fabric composite. We also investigated the influence of filler content, applied load, sliding speed, and tensile and bonding strength on the tribological properties of PTFE/Nomex fabric composites.     

The tribological behavior of nanometer and micrometer TiO2 particle-filled polytetrafluoroethylene/polyimide

The friction and wear properties of micrometer and nanometer TiO₂ particle-filled polytetrafluoroethylene (PTFE)/polyimide (PI) composites were studied in this paper. The effect of filler contents (0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 3%, 5% and 7 vol.%) on the tribological properties was examined. The transfer films and the worn surfaces of the PTFE/PI composites filled with micrometer and nanometer TiO₂ particles were investigated by using a scanning electron microscope (SEM). Experimental results show that anti-wear properties of the PTFE/PI composites can be improved greatly by filling nanometer TiO₂ particles. The wear rate of 1.5% nanometer TiO₂ filled composite is the lowest, which is about 52% lower than that of PTFE/PI. In the case of micrometer TiO₂ filler, the friction coefficient and wear rates increase with increasing filler volume fractions under identical test conditions. It was also found that the wear mechanism of micrometer TiO₂ particle-filled PTFE/PI is mainly severe adhesion and abrasive wear, while that of nanometer TiO₂ particle-filled PTFE/PI is mainly slight abrasive wear.     

金属填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用ＭＨＫ－５００型环块磨损实验机,对金属Ｃｕ、ｐｂ及Ｎｉ填充改性的ＰＴＥＦＥ复合材料在干摩擦条件下与ＧＣｒ１５轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了系统研究,并利用ＪＥＭ－１２００ＥＸ／Ｓ分析电子显微镜和光学显微镜对ＰＴＥＥ复合材料的磨屑及摩擦磨损表面进行了考察。摩擦磨损实验的结果表明,金属填料Ｃｕ、Ｐｂ及Ｎｉ大大改善了ＰＴＦＥ复合材料的耐磨性,ＰＴＦＥ复合材料的磨损量比纯ＰＴＦＥ降低了１－２个数量级