基于UHMWPE/nano-ZnO复合材料摩擦特性的正交试验及回归分析

用热压成型法制备了纳米ZnO填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,用销-盘式摩擦磨损试验机测定了复合材料的摩擦学性能,采用四水平正交表设计试验,运用多元线性回归方法处理试验数据,分别得到了复合材料的摩擦系数和磨损率与载荷、纳米粒子含量和相对滑动线速度3个试验因素间的回归方程.结果表明,载荷对复合材料摩擦系数的影响最大,纳米粒子含量和相对滑动线速度的影响相对较小.复合材料摩擦系数随着载荷的增加而减小;试验因素对磨损率的影响程度由大到小依次为相对滑动线速度、载荷和纳米粒子含量,复合材料磨损率随着相对滑动线速度和载荷的增加而增大,随着纳米粒子含量的增加而减小.     

纳米Al2O3和聚四氟乙烯填充聚醚醚酮基复合材料摩擦学特性研究

以热压成型法制备了纳米Al2O3和聚四氟乙烯(PTFE)填充聚醚醚酮基(PEEK)复合材料，利用销一盘摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下纳米Al2O3和PTFE填充PEEK的摩擦磨损特性。结果表明，纳米Al2O3使PTFE填充PEEK复合材料的摩擦磨损特性得到明显改善，其改善程度与纳米Al2O3的填充量有关，当纳米Al2O3的含量较低(3％)时，纳米Al2O3-PTFE-PEEK复合材料与钢对偶面产生的磨损模式以磨粒磨损和犁削为主；而当纳米Al2O3的含量较高(10％)时，纳米Al2O3填充PEEK的磨损模式主要是粘着磨损；纳米Al2O3的含量为5％～7％时，PEEK复合材料的摩擦系数和比磨损率最低。随着载荷的增加，纳米Al2O3-PTFE-PEEK复合材料的摩擦系数将因纳米粒子效应和表面摩擦温升呈现下降趋势。     

离心铸造高铅锡青铜合金摩擦磨损性能研究

采用离心铸造方法制备了高铅锡青铜(ZCu Pb22Sn1.5)合金,研究了载荷和摩擦速度对其摩擦磨损性能的影响及摩擦磨损机理.研究发现:在0.05 m/s摩擦速度下,随着载荷的增加,高铅锡青铜合金摩擦系数减小,磨损率增加,当载荷增加到120 N后,摩擦系数趋于稳定;在100 N载荷下,随着摩擦速度的增加,摩擦系数逐渐减小,磨损率增加,摩擦速度增加到0.10 m/s以后,摩擦系数迅速减小,到0.20 m/s以后摩擦系数趋于稳定;当继续增加载荷和摩擦速度时,由于铅润滑膜的破坏而增加了磨损率.在摩擦磨损过程中容易在摩擦表面形成软质铅润滑膜从而起到耐磨作用.     

纳米Al2O3和聚四氟乙烯填充聚醚醚酮基复合材料摩擦学特性研究

以热压成型法制备了纳米Al2 O3 和聚四氟乙烯 (PTFE)填充聚醚醚酮基 (PEEK)复合材料 ,利用销盘摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下纳米Al2 O3 和PTFE填充PEEK的摩擦磨损特性。结果表明 ,纳米Al2 O3 使PTFE填充PEEK复合材料的摩擦磨损特性得到明显改善 ,其改善程度与纳米Al2 O3 的填充量有关 ,当纳米Al2 O3 的含量较低 (3% )时 ,纳米Al2 O3 PTFE PEEK复合材料与钢对偶面产生的磨损模式以磨粒磨损和犁削为主 ;而当纳米Al2 O3 的含量较高 (10 % )时 ,纳米Al2 O3 填充PEEK的磨损模式主要是粘着磨损 ;纳米Al2 O3 的含量为 5 %～ 7%时 ,PEEK复合材料的摩擦系数和比磨损率最低。随着载荷的增加 ,纳米Al2 O3 PTFE PEEK复合材料的摩擦系数将因纳米粒子效应和表面摩擦温升呈现下降趋势     

压力对颗粒增强铝与碳基材料摩擦系数的影响

用自行研制的盘块式高速摩擦试验机,在滑动速度为30 m/s、法向载荷范围为0.1～0.8 MPa的条件下,试验观察了法向载荷对碳化硅颗粒增强6061铝复合材料与碳基材料摩擦系数的影响.结果表明:摩擦系数存在显著的压力依赖行为和摩擦过程初期的时间过渡行为.在相对稳定阶段,摩擦系数的统计平均值随法向载荷增大经历先快速增大后缓慢减小,标准偏差与法向载荷的关系也显示出类似的变化趋势.所有连续摩擦过程的初期,摩擦系数都经历一个从小到大的过渡变化,而过渡期的时间随着法向载荷的增大单调下降.     

纳米Al2O3和聚四氟乙烯填充聚醚醚酮基复合材料摩擦学特性研究

以热压成型法制备了纳米Al2O3和聚四氟乙烯(PTFE)填充聚醚醚酮基(PEEK)复合材料,利用销盘摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下纳米Al2O3和PTFE填充PEEK的摩擦磨损特性.结果表明,纳米Al2O3使PTFE填充PEEK复合材料的摩擦磨损特性得到明显改善,其改善程度与纳米Al2O3的填充量有关,当纳米Al2O3的含量较低(3%)时,纳米Al2O3-PTFE-PEEK复合材料与钢对偶面产生的磨损模式以磨粒磨损和犁削为主;而当纳米Al2O3的含量较高(10%)时,纳米Al2O3填充PEEK的磨损模式主要是粘着磨损;纳米Al2O3的含量为5%～7%时,PEEK复合材料的摩擦系数和比磨损率最低.随着载荷的增加,纳米Al2O3-PTFE-PEEK复合材料的摩擦系数将因纳米粒子效应和表面摩擦温升呈现下降趋势.     

不同纯度Ti3SiC2的摩擦磨损行为

利用盘块式高速摩擦试验机,在滑动速度为20 m/s、法向载荷范围为0.2～0.8 MPa的条件下,试验研究了高纯度钛硅碳Ti3SiC2材料及含碳化钛TiC的Ti3SiC2材料的摩擦与磨损行为.两种材料的摩擦系数随着压力的增大都呈现出先增加后平缓减小的趋势,高纯度Ti3SiC2材料的磨损率随着压力的增加呈减小趋势,而含TiC的Ti3SiC2材料的磨损率随着压力增加呈先减小后增加的趋势.扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)的观察和分析结果表明,在Ti3SiC2的摩擦表面有摩擦生成氧化层的存在.该氧化层具有降低摩擦系数和磨损率的自润滑作用.     

不同试验条件下C/C复合材料的摩擦磨损性能

利用MM-W1型立式万能摩擦磨损试验机测试C/C复合材料在不同载荷(0.5, 1.0,1.5 MPa)及不同润滑(干态、水润滑、油润滑)条件下的摩擦磨损性能,借助扫描电子显微镜对不同状态下的磨损表面形貌进行观察分析.结果表明:摩擦系数均随摩擦时间的增加而增大至一定范围内保持稳定;随着载荷的增大,干态条件下的摩擦系数不断减小;相同载荷下,干态摩擦试样的摩擦系数最大,磨损率最小;干态条件下能形成完整、光滑的磨屑膜,有效隔离了材料与对磨销之间的接触,降低了磨损率;油润滑和水润滑条件下形成的液态膜具有润滑作用,降低了摩擦系数,但不利于磨屑膜的形成,导致磨损率较大.     

羟基磷灰石含量对纳米粒子-聚己内酯复合材料性能的影响

水热法合成纳米羟基磷灰石(HA)并将其分散在己内酯中,以其羟基为引发剂,在催化剂的作用下,引发己内酯开环聚合,制备纳米粒子-聚合物复合材料.NMR、DSC、XRD、PLM以及力学性能试验,探讨纳米粒子含量对复合材料的性能影响.随着纳米粒子含量的增加,聚己内酯(PCL)聚合度逐渐降低,在较高HA含量时,仍然存在较多的纳米粒子团聚;复合材料中PCL的结晶度基本不随纳米HA含量的变化而变化;HA含量为5wt%时,复合材料的断裂延伸率、抗拉强度以及压缩模量达到最大值;HA含量低于20wt%时,复合材料的弹性模量随着纳米粒子含量的增大而增加.     

纳米炭黑/聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用原位聚合法制备纳米炭黑(CB)/聚酰亚胺(PI)复合材料,使用摩擦磨损试验机、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行表征,并考察润滑条件、载荷、线性滑动速率对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:在油润滑、高载荷以及高滑动速率条件下复合材料的摩擦磨损性能较好;随着CB质量分数的提高,纳米CB/PI复合材料的摩擦磨损性能得到提高。当纳米CB质量分数为4.5%时,纳米CB/PI复合材料摩擦因数为0.146,磨损率为2.29×10-14m3/(N·m)。     

超高分子量聚乙烯聚合材料的磨擦磨损性能

用MPV－200型磨擦磨损试验机和腐蚀磨损试验机,对MoS2、PTFE、石墨、玻璃纤维、碳纤维填充的超高分子量聚乙烯（UHMW－PE）塑料复合材料的磨擦磨损性能进行了较为系统的研究,结果表明：填充MoS2、PTFE、石墨可降低UHMW－PE的磨擦系数;而添加玻璃纤维则增大了UHMW－PE的磨擦系数;添加碳纤维对UHMW－PE的磨擦系数几乎无影响。同时,添加填料可使用UHMW－PE的耐磨性显著提高,其中石墨的减磨降磨效果最佳。重点研究了载荷、滑动速度对高分子量聚乙烯基体＋20％石墨复合材料的磨擦磨损性能的影响。     

Friction and Wear Behaviors of C/C-Si C Composites under Water Lubricated Conditions

C/C-SiC composites have the potentiality to be applied in shield pumps of nuclear reactors as the bearing material because of their low density, good mechanical properties and excellent tribological properties. The C/C-SiC composites are fabricated via reactive melt infiltration(RMI) using silicon liquid infiltrated in C/C matrix composites. Friction and wear behaviors of C/C-SiC composites under water lubricated conditions are investigated using the block-on-ring test at room temperature, and compared with those of the resin graphite which is used as the bearing material in shield pumps at present. In addition, friction and wear mechanisms of C/C-SiC composites under water lubricated conditions have been discussed. Results show that tensile strengths of C/C-SiC composites are 150-210 MPa, and compressive strengths are 403-536 MPa. Friction and wear behaviors of C/C-SiC composites are closely related to the load and the speed. The time to reach a stable friction status decreases with the increase of the speed. Though the friction coefficient of C/C-SiC composites under water lubricated conditions is slightly higher than that of graphite, the wear rate of C/C-SiC composites is much lower, which suggests that the C/C-SiC composites can sustain a longer life during operation.     

含铝量对锌基合金耐磨性的影响

研究了含铝量对高铝锌基合金在边界摩擦条件下耐磨性的影响，并探讨了锌基合金的磨损机理。研究结果表明，随着含铝量的提高，锌基合金的摩擦系数减小，耐磨性提高，在高速重载条件下，含铝量为４８％的高铝锌基合金的耐磨性最佳。     

不同润滑状态下塑料合金轴承的摩擦实验

用MPV－200型摩擦磨损试验机测定了超高分子量聚乙烯（简称UHMW－PE）塑料合金轴承分别在水润滑和干摩擦条件下的摩擦学性能，考察了载荷、速度、运行时间等对塑料合金轴承的摩擦学性能的影响，结果表明：摩擦系数用水润滑的小，干摩擦下的大；但磨损率用水润滑时大，干摩擦时小。对磨损机理进行了系统的分析，为兼合金轴承的实际应用提供理论依据。     

纳米SiC颗粒强化AA6061的磨粒磨损行为

实验制备了纳米SiC颗粒强化AA6061基材料,并考察了其微观组织、硬度及磨损性能.结果表明:在20 N载荷下,强化试样的磨损率及摩擦系数均低于AA6061基体,其中0.6%SiC/AA6061复合材料的磨损率较基体降低50%.这主要是由于SiC颗粒自身良好的载荷承载能力,加之增强颗粒/基体间界面良好的结合,使SiC颗粒的添加提高了复合材料的磨损抗力.同时,促进了富铁机械转移层的形成,降低了摩擦系数和磨损率.AA6061基体和强化材料在20 N载荷下的磨损机制均为磨粒磨损.     

天然海水润滑下不锈钢316L与PEEK450CA30的摩擦磨损性能

为了寻找适合于低速大扭矩水液压马达配对副的材料,采用MMU-5G屏显式高温材料端面摩擦磨损试验机考察不同转速、不同载荷下,摩擦副316L-PEEK450CA30在海水中的摩擦磨损性能,并借助OLYMPUS-SZX体式显微镜对试样的磨损表面进行形貌观察。结果表明:在转速和载荷比较低的情况下,摩擦副316L-PEEK450CA30的摩擦系数较小,磨损性能较好;当转速或载荷增大时,摩擦副的摩擦系数和接触面的磨损情况会急剧增大。在转速300r/min、载荷100N和转速100r/min、载荷300N的情况下,摩擦副316L-PEEK450CA30还会发生轻微的黏着磨损。最后得出,当转速为100r/mim、载荷为100N时,对偶副间的摩擦系数最小,耐磨损程度最好,适合作为低速大扭矩水液压马达的对偶副材料。     

氮化硅陶瓷的摩擦磨损特性

采用无压烧结和反应烧结两种方法制备氮化硅陶瓷，利用拴盘式摩擦实验机考察了氮化硅与ＧＣｒ１５球对磨的摩擦损特性，结果表明，虽然氮化硅具有较高的摩擦系数，但磨损率较低，特别是在水和油等介质存在的条件下，氮化硅具有低摩擦和磨损的特性。     

铝金属薄膜上制备OTS自组装分子膜的摩擦学特性

为研究铝金属薄膜上三氯十八硅烷(OTS)自组装分子膜的摩擦学特性,采用自组装的方法在铝金属薄膜上制备OTS自组装分子膜,分析了纳米尺度和毫牛尺度下载荷、滑动速度以及紫外照射对薄膜摩擦学特性的影响.结果表明:制备的OTS自组装分子膜具有疏水特性和良好的润滑性能.紫外照射5 min后,自组装分子膜摩擦力降低;紫外照射15 min时,自组装分子膜的网状结构受到破坏,减弱了润滑效果.在纳米尺度和毫牛尺度下,摩擦力随载荷和滑动速度的增大而增大;铝金属薄膜摩擦系数降低时,自组装分子膜磨损显著降低,摩擦副的耐久性略有提高.