填料对超高分子量聚乙烯摩擦磨损性能的影响研究

用MPV－200型摩擦磨损试验机和腐蚀磨损试验机,研究了MoS2,PTEF,石墨,玻璃纤维,碳纤维等填料对超高分子量聚乙烯（UHMW－PE）摩擦磨损性能的影响,结果表明：填充MoS2,PTFE,石墨可降低UHMW－PE的摩擦系数;而添加玻璃纤维则增大了UHMW－PE的摩擦系数,添加碳纤维对UHMW－PE的摩擦系数几乎无影响,同时,添加填料可使UHMW－PE的耐磨性显提高,其中石煌减摩抗磨效果最佳,超高分子量聚乙烯基体的和石墨填料的构成的复合材料,同超高分子量乙烯相比,不仅耐磨性大幅度提高,而且磨擦系数大大降低。     

纳米锌填充超高分子量聚乙烯复合材料微动摩擦磨损性能

利用热压烧结法制备不同含量纳米锌填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用微动摩擦磨损试验机研究干摩擦条件下纳米锌含量对复合材料微动摩擦磨损性能的影响。利用场发射扫描电子显微对复合材料断面进行分析,采用扫描电子显微镜对材料磨损表面及钢球进行表征,探讨复合材料的磨损机制。研究结果表明:随着纳米Zn含量的增加,复合材料的摩擦因数和磨损率均表现为先降低后升高;当纳米Zn质量分数为1%时复合材料具有最低的摩擦因数和磨损率,且对偶钢球表面形成连续的转移膜;复合材料的磨损机制主要为黏着磨损和磨粒磨损。添加锌纳米颗粒,可以提高UHMWPE复合材料的微动摩擦磨损性能,当纳米锌质量分数为1%时,复合材料具有最低的摩擦因数和最优的耐磨损性能。     

油介质对聚四氟乙烯纤维织物自润滑复合材料摩擦学性能的影响

采用栓-盘式摩擦磨损试验机研究航空煤油和液压油介质对聚四氟乙烯纤维织物自润滑复合材料的摩擦磨损性能的影响;利用扫描电子显微镜(SEM)观察和分析复合材料磨损表面形貌,并分析探讨摩擦磨损机制。结果表明,油介质的存在可明显降低复合材料的耐磨性能和极限承载能力,其中液压油的影响更为显著;介质浸泡处理的复合材料在摩擦过程中,磨损形式由黏着磨损逐步过渡到疲劳磨损,并且界面结合强度降低,导致材料耐磨性能下降。     

环境介质对UHMWPE纤维织物复合材料摩擦学性能的影响

采用玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机研究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维织物复合材料在干摩擦及在海水、机械油介质中的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜对其磨损表面和摩擦对偶表面进行观察和分析。结果表明,海水和机械油可以分别在对偶表面形成软质薄膜和润滑膜,起到了减摩作用;同时,水分子和油分子会渗入到复合材料内部,降低纤维与树脂间的黏接强度,导致复合材料抗磨性能的降低。     

γ射线辐照对超高分子量聚乙烯性能的影响

分别对剂量为120,250,500 kGy辐照交联和普通未处理的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)4种样品进行划痕性能、接触角、表面硬度、蠕变性能和结晶度等测试,并在UMT-Ⅱ多功能摩擦试验机上考察不同辐照剂量下交联UHMWPE的摩擦磨损性能。结果表明:UHMWPE样品的稳定划痕系数在0.35~0.5之间;随着辐照剂量的增加,接触角减小,润湿性能改善;辐照后UHMWPE的球压硬度比未处理的高,其中500 kGy辐照剂量的样品是未处理的1.45倍;辐照后UHMWPE的抗蠕变性能好,结晶度比未处理的高;辐照后UHMWPE的磨损率比未处理的小,其中辐照剂量为120 kGy处理后的UHMWPE磨损率最小。     

超高分子量聚乙烯结晶度对生物摩擦学性能的影响

研究了不同结晶度对超高分子量聚乙烯力学和生物摩擦学性能的影响.将超高分子量聚乙烯加热至130 ℃并保温4 h后,分别在液氮中快速冷却和加热炉中缓慢冷却,以此来改变其结晶度.利用差示扫描量热法(DSC)测试了样品的结晶度,并研究了不同结晶度对超高分子量聚乙烯的硬度、小型冲击性能、抗划痕性能和生物摩擦学性能的影响.结果显示,在加热炉中缓慢冷却的试样获得较高的结晶度,而在液氮中快速冷却的试样则具有较低的结晶度,分别为61.9%和53.2%;较高结晶度的超高分子量聚乙烯具有较高的硬度和抗拉强度,较强的抗剪切和抗划痕性能;小牛血清润滑下的往复式摩擦磨损试验结果显示,较高结晶度的超高分子量聚乙烯的摩擦因数和磨损率较低.     

填充材料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学特性的影响

聚四氟乙烯基复合材料是重要的自润滑材料,应用广泛。根据填充材料的类别不同对聚四氟乙烯基复合材料进行了合理地分类,并阐述了不同填料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学特性的影响,分析和比较了不同填料的减摩抗磨机理,对于聚四氟乙烯基复合材料的科学研究和工程应用具有一定的借鉴和指导意义。     

销盘试验中影响超高分子量聚乙烯摩擦学性能的主要因素分析

分析了销盘试验中影响超高分子量聚乙烯(UHMWPE)摩擦学性能的主要因素。结果表明，选取适当的填料种类、尺寸和质量(体积)分数能有效地改善UHMWPE的摩擦磨损性能；相对滑动速度、载荷、磨损时间、温度、摩擦磨损环境和摩擦副等对样品的摩擦学性能有着不同程度的影响。     

环境介质对UHMWPE纤维织物复合材料摩擦学性能影响的研究

采用玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机研究超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维织物复合材料在干摩擦及在海水、机械油介质中的摩擦磨损性能,并采用扫描电子显微镜对其磨损表面和摩擦对偶表面进行观察和分析。结果表明,海水和机械油可以分别在对偶表面形成软质薄膜和润滑膜,起到了减摩作用;同时,水分子和油分子会渗入到复合材料内部,降低纤维与树脂间的黏接强度,导致复合材料抗磨性能的降低。     

分子量对超高分子量聚乙烯性能的影响研究

超高分子量聚乙烯(UHMW—PE)塑料合金具有优异的物理和机械性能,能替代金属在离心泵和轴承等机械领域中的广泛应用。超高分子量聚乙烯的分子量对其物理机械性能有着很大影响。本重点研究了分子量对超高分子量聚乙烯的耐磨性、拉伸强度、洛氏硬度、冲击强度等的影响规律,为UHMW—PE的工业应用提供理论依据。     

纳米Cu粉填充碳纤维/PTFE复合材料的摩擦磨损性能

考察纳米Cu粉含量、粒径对碳纤维/PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析磨损面和对偶面转移膜形貌,并探讨其磨损机制。结果表明:纳米Cu粉能提高碳纤维/PTFE复合材料的耐磨性,在高载荷下,纳米Cu粉的增强效果更加明显;纳米Cu粉的粒径越小,复合材料的耐磨性越好;添加质量分数0.3%纳米Cu粉的碳纤维/PTFE复合材料耐磨性最优,1.4 m/s,200 N下实验条件下,其磨损率比未添加时降低了45%;SEM分析显示纳米Cu粉能在对偶面上形成平整致密的转移膜,具有显微增强作用。     

Tribological Behavior of Carbon-Nanotube-Filled PTFE Composites

Carbon nanotube/polytetrafluoroethylene (CNT/PTFE) composites with different volume fractions were prepared and their friction and wear properties were investigated using a ring-on-block under dry conditions. It was found that CNTs signifi-cantly increased the wear resistance of PTFE composites and decreased their coefficient of friction. PTFE composites with 15–20 vol.% CNTs exhibited very high wear resistance. The significant improvements in the tribological properties of CNT/PTFE composites are attributed to the super-strong mechanical properties and the very high aspect ratio of CNTs. The CNTs greatly reinforce the structure of the PTFE-based composites and thereby greatly reduce the adhesive and plough wear of CNT/PTFE composites. The CNTs are released from the composite during sliding and transferred to the interface of the friction couples. They thus serve as spacers, preventing direct contact between the mating surfaces and thereby reducing both wear rate and friction coefficient.     

混杂填料改性UHMWPE复合材料的摩擦学性能

采用热压成型工艺制备铜粉、石墨粉、碳纤维混杂改性的UHMWPE复合材料,采用WDW-20电子万能实验机测量其力学性能,采用MM-2000试验机考察其摩擦学性能,用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌能。结果表明:混杂填料的加入增加复合材料的硬度和弹性模量,降低复合材料的抗剪强度、抗拉强度;混杂填料对复合材料的摩擦因数影响很大,填充比例适当时能有效改善复合材料的耐磨损性能;改性后复合材料的磨损机制主要表现为磨料磨损、疲劳磨损和塑性变形;15%Cu+2%Gr+6%CF复合材料具有良好的摩擦学性能。     

塑化烧结对无铅PTFE 3层复合材料减摩耐磨性能影响

利用HDM-20端面摩擦磨损试验机,对不同塑化烧结温度、保温时间、冷却方式下无铅PTFE 3层复合材料进行摩擦磨损试验分析。结果表明塑化烧结工艺参数的改变对材料的摩擦状态稳定性和耐磨性有着重要的影响,在375℃保温塑化烧结60 m in,并随炉冷却至300℃出炉,可保证无铅PTFE 3层复合材料的综合摩擦磨损性能最好。     

随行振动胶塞用芳纶纤维布复合材料的制备及摩擦磨损性能

针对石油钻井中使用的随行振动胶塞与套管、岩石摩擦磨损较大的问题,提出采用芳纶纤维布复合材料来增强随行振动胶塞的耐磨性。根据Bnierley经验公式法试织出6种不同经纬密度的试样织品,借助万能磨耗机试验研究织物不同经纬密度和不同摩擦转速对芳纶纤维布复合材料耐磨性的影响。结果表明:摩擦转速一定的条件下,织物经纬密度越大,芳纶纤维布耐磨性越好;织物经纬密度相同的条件下,在一定摩擦转速范围内,芳纶纤维布耐磨性随着摩擦转速的提高而增强,但当摩擦转速过高时芳纶纤维布的耐磨性会出现下降趋势。     

试验参数对人工滑液边界润滑条件下超高分子量聚乙烯/Ti6Al4V往复摩擦磨损行为的影响

采用自行研制的往复摩擦磨损试验机,在法向载荷50 N、往复频率1 Hz、摩擦副接触形式为圆环外圆周/平面、初始线接触长度为6 mm、相对湿度为80%的试验条件下,研究了钛合金表面粗糙度、试验环境温度、试验延续时间、滑液成分等试验参数对UHMWPE/Ti6A14V摩擦副的往复摩擦磨损行为的影响.结果表明,这些试验参数均显著影响UHMWPE/Ti6A14V摩擦副的往复摩擦磨损行为;在环境温度20℃、25%小牛血清去离子水溶液边界润滑、180 min往复摩擦磨损试验条件下,当钛合金表面粗糙度由Ra0.04 μm增加至Ra0.06μm时,摩擦副的平均摩擦因数由0.033增加至0.096,UHMWPE试样磨损量由0.131 mm3,增加至0.149 mm3;在钛合金表面粗糙度为Ra0.06μm、25%小牛血清去离子水溶液边界润滑、180 min往复摩擦磨损试验条件下,当试验环境温度由10℃上升至37℃时,摩擦副的平均摩擦因数由0.135减少至0.077,UHMWPE试样磨损量由0.188 mm3减少至0.134 mm3.     

聚四氟乙烯填充高岭土基矿物聚合物复合材料的摩擦学性能

研究了PTFE填充量对高岭土基矿物聚合物复合材料的力学性能和摩擦磨损性能的影响,利用XRD、SEM分析了材料的微观结构和磨损表面形貌。结果表明:填充PTFE对矿物聚合物材料的力学性能会有一定程度的降低,但可以有效改善复合材料的摩擦磨损性能,当PTFE体积分数为30%时,摩擦因数和磨损率均达到最低,分别为0.429和1.22×10-5mm3/N·m;当PTFE含量较高时,磨损机理除了磨粒磨损外还有对偶件的粘着转移。     

烧结工艺对PTFE自润滑轴承材料摩擦性能的影响

聚四氟乙烯(PTFE)-铜粉-钢背复合材料是一种广泛应用的三层结构自润滑轴承材料,具有良好的减摩耐磨性能。探讨了烧结工艺对其摩擦磨损特性的影响,试验结果表明:在372±4℃时烧结成形的材料的摩擦系数较小,承载能力较大,磨损量较小,表现出了最佳的摩擦磨损特性。     

PTFE基耐磨固体润滑涂层的摩擦学性能

采用黏接固体润滑涂层法,以聚四氟乙烯为润滑剂,利用喷涂方式在试样上制备2种PTFE基固体耐磨涂层,并采用HSR-2M型高速往复式摩擦磨损试验机对其摩擦学性能进行研究。研究结果表明,水性全氟涂层的摩擦因数不稳定且明显高于油性全氟;随着固化条件的改变,涂层的摩擦因数和磨损量也出现不同程度的变化;当采用油性全氟为润滑剂,固化温度为260℃,固化时间为30 min时,PTFE基耐磨涂层的摩擦因数和磨损量均最小,此时涂层的摩擦学性能最优。