造粒氧化锆增强复合材料的摩擦学性能及优化

摩擦材料是汽车、航空等领域的关键制动材料,为了提高摩擦性能的有效性和稳定性,该文采用定速式摩擦磨损试验机研究了造粒氧化锆对摩擦材料摩擦磨损性能的影响,采用偏好指数选择(preference selection index, PSI)法进行了综合摩擦学性能优化,结果表明:当造粒氧化锆质量分数为10%时,复合材料的综合摩擦学性能最优,摩擦系数达到0.49。综合考察了磨损率、摩擦系数、恢复率、衰退率、稳定系数、摩擦波动和变化系数等因素在衰退和恢复测试过程中的变化规律,并通过对磨损表面的观察分析了造粒氧化锆增强复合材料的摩擦磨损机理,证明了稳定接触区的形成有利于获得优异摩擦系数和低磨损率。     

钛酸钾晶须增强聚醚砜复合材料的制备及正交试验

利用正交试验方法,通过物理共混、模压成型工艺,制备了聚醚砜耐磨材料,通过方差分析对材料的耐磨性能进行了研究.研究结果表明,钛酸钾晶须的加入能够明显改善复合材料的摩擦磨损性能,其改善程度同晶须的质量分数相关;当钛酸钾晶须的质量分数约为20 wt%时,聚醚砜复合材料的摩擦系数及磨损率最低.     

工况条件对含磷铸铁干摩擦磨损性能影响规律的研究

本文以含磷0.7％的灰铸铁、蠕黑铸铁和球墨铸铁为对象,研究了干摩擦磨损条件下速度及载荷对其耐磨性及摩擦系数的影响.在载荷0～12.5MPa,速度0～9.94ms~(-1)的条件下,随着载荷的增加,含磷铸铁的磨耗量增加,摩擦系数则先增加,而后趋于相对稳定值。速度变化时,磨耗量的变化出现一峰值,摩擦系数则随速度的增加而减小。作为摩阻材料,低速低载时宜选用含磷灰铸铁,中高速时,则选用含磷蠕墨铸铁。     

Go/GF/PTFE 高铁桥梁球形支座平面滑板制备及摩擦学性能研究

通过往PTFE中加入经过一定处理的石墨烯和碳纤维,经过称量材料、球磨混料、冷压成型、烧结固化等步骤制备出平面滑板试样。利用MMG 10型气氛保护摩擦磨损试验机对平面滑板试样的摩擦磨损性能进行了研究,利用扫描电镜观察平面滑板试样摩擦面的微观形貌,探讨了石墨烯与碳纤维的润滑机理。结果表明石墨烯的加入能减小平面滑板试样的摩擦系数,碳纤维的加入能明显提高平面滑板的耐磨耗性能。含有质量分数2%的石墨烯和30%的碳纤维的平面滑板试样的摩擦磨损性能最好。     

Go/CF/PTFE高铁桥梁球形支座平面滑板制备及摩擦学性能研究

通过往PTFE中加入经过一定处理的石墨烯和碳纤维,经过称量材料、球磨混料、冷压成型、烧结固化等步骤制备出平面滑板试样。利用MMG-10型气氛保护摩擦磨损试验机对平面滑板试样的摩擦磨损性能进行了研究,利用扫描电镜观察平面滑板试样摩擦面的微观形貌,探讨了石墨烯与碳纤维的润滑机理。结果表明石墨烯的加入能减小平面滑板试样的摩擦系数,碳纤维的加入能明显提高平面滑板的耐磨耗性能。含有质量分数2%的石墨烯和30%的碳纤维的平面滑板试样的摩擦磨损性能最好。     

中间相炭微球—铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦学行为

采用粉末冶金技术分别制备了不同含量的中间相炭微球和鳞片石墨铜基粉末冶金摩擦材料,并研究其力学性能和摩擦磨损性能,借助扫描电子显微镜和能谱仪分析材料磨损表面、亚表面以及微区成分。研究结果表明,随着中间相炭微球质量百分比从1 wt%增加到5 wt%,铜基粉末冶金摩擦材料的布氏硬度和压缩强度分别下降了23. 7%和19. 8%;制动速度为4 000 r/min时材料的摩擦系数分别是0. 26和0. 29,磨损率分别是5. 8×10~(-8)cm~3/(N·m)和3. 0×10~(-8)cm~3/(N·m),表明中间相炭微球—铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦系数稳定,润滑效果好;中间相炭微球—铜基粉末冶金摩擦材料的主要磨损机理为磨粒磨损、疲劳磨损以及粘着磨损共同作用。     

聚乳酸/乙烯-乙酸乙烯共聚物的共混工艺及力学性能

分别以乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)各马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯(EVA-MAID作为增容剂,采用熔融共混的方法制备了聚乳酸(PLA)/乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)/增容剂三元共混物.力学分析和扫描电镜结果表明,E-MA-GMA对PLA/EVA共混物有更好的增客效果,PLA/EVA/E-MA-GMA共混物比例为90/10/5时缺口冲击强度曩高,为最佳共混组分比例.     

摩擦时间对CaSO4晶须增强树脂基复合材料摩擦学性能的影响

采用模压成型工艺制备CaSO_4晶须增强树脂基复合材料,并选用一种市售材料作对比,研究摩擦时间对两种材料摩擦学性能的影响,利用SEM及EDAX观测磨损表面形貌及成分变化,分析其磨损机理.结果表明:随着摩擦时间的变化,自制材料摩擦系数维持在0.45左右,制动平稳性较好,磨损机理以磨粒磨损为主;市售材料摩擦系数在0.32~0.36范围内波动,制动过程易产生颤动和噪声,磨损机理以粘着磨损和热疲劳磨损为主;两种材料摩擦表面平均温度及其磨损率均随着摩擦时间的延长而逐渐升高,且与对偶件存在明显的粘着效应.     

成型工艺对树脂基摩擦材料及其摩擦学性能的影响

以碳纤维2.5D浅交弯联结构为预制体,分别采用树脂传递成型工艺(RTM)和热压成型工艺(HPM)制备了碳纤维增强酚醛树脂基摩擦材料.通过MS-T3001摩擦磨损试验机考核了材料的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜、激光三维形貌扫描仪观测了材料的磨损形貌,对比分析了两种成型工艺对材料摩擦学性能的影响.结果表明:随着滑动速度和工作载荷的增大,材料的摩擦系数均减小.热压成型工艺成型摩擦材料的主要磨损形式为磨粒磨损,摩擦系数0.085~0.130,磨损率1.5×10-8 g·N-1·m-1.树脂传递成型工艺成型摩擦材料的主要磨损形式为黏着磨损和疲劳磨损,摩擦系数0.075~0.120,磨损率7.5×10-8 g·N-1·m-1.     

石墨含量对铜/石墨材料高速载流摩擦性能的影响

采用自制销盘式HST-100高速载流摩擦磨损试验机,对不同石墨含量的铜/石墨材料进行载流摩擦试验,考察其摩擦磨损性能和载流质量。用JSM-5610LV型扫描电子显微镜和能谱仪分析磨损表面,研究其摩擦磨损机理。研究结果表明:石墨质量分数为10%的铜/石墨复合材料的摩擦磨损性能好,不同速度下磨损率在1.2 mg.m-1左右,石墨质量分数为5%和10%的铜/石墨材料的载流效率为75%～85%,载流稳定性在20%左右,明显优于石墨质量分数为15%的铜/石墨材料;综合考虑,石墨质量分数为10%的铜/石墨复合材料的性能最好,该材料的摩擦磨损机制主要是塑性变形,含有电弧侵蚀。     

不同增容剂对动态固化PP/EPDM/EP 共混物结构与性能的影响

将动态硫化技术应用于环氧树脂(EP)增强聚丙烯(PP)/三元乙丙橡胶(EPDM)体系中,研究了不同增容剂对动态固化共混物结构与性能的影响.实验结果表明,马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)增容的动态固化PP/EPDM/EP共混物是三相结构,即EPDM分散相、EP颗粒分散相和PP连续相.共混物具有较高的拉伸强度和弯曲模量,冲击强度变化不大.马来酸酐接枝EPDM(EPDM-g-MAH)增容的动态固化共混物是“核-壳”复合分散相和PP连续相结构,其中EP颗粒为核,外面包覆着EPDM-g-MAH和EPDM.这种“核-壳”结构变相地提高了EPDM橡胶的体积分数,使得共混物具有较高的冲击强度,同时保持一定的强度和模量.     

轮胎粉含量对汽车摩擦材料性能的影响

在一种成熟低金属摩擦材料配方的基础上,通过调整配方中轮胎粉的质量分数,采用直接混合工艺制备不同组分的汽车摩擦材料,对其进行摩擦磨损性能、理化性能、力学性能以及振动噪声(NVH)性能测试,并用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDX)对不同试样摩擦表面进行表征,分析其摩擦磨损机制.研究结果表明:随着轮胎粉的质量分数从0增加到4...     

聚碳酸酯——聚乙烯共混体系的性能研究

用熔融共混研制了一系列聚碳酸酯(PC)/聚乙烯(PE)/乙烯-乙酸乙酯(EVA)共聚物三组份共混物。系统地研究共混物的物理-力学性能随PE及EVA组成变化的规律。实验结果表明,EVA对PC-PE共混物有增容作用。适量的PE能明显改善共混物的冲击强度及熔融流动性。     

石墨烯作为润滑油添加剂在高温工况下的摩擦学性能

为了探究石墨烯作为润滑油添加剂在高温工况下摩擦学性能和抗黏着性能,采用四球摩擦磨损试验机对添加石墨烯的基础油进行摩擦磨损实验。用XRD对石墨烯进行表征,用基础油和添加不同质量分数的石墨烯润滑油进行对比。结果表明:在润滑油中添加石墨烯能显著提高摩擦副在高温工况下的摩擦学性能和抗黏着性能。在质量分数为0. 03%时,其摩擦系数约降低22. 5%,磨斑直径约减少48. 9%,抗黏着时间约增加44. 9%。     

柴油机活塞环-缸套典型材料摩擦磨损特性的研究

作者利用M200型摩擦磨损试验机、2001型轮廓仪、S-570型扫描电子显微镜Talyserf-S200型圆度仪等测试仪器,对中小型柴油机活塞环—缸套摩擦副常用的典型材料,进行交替配对组成九对摩擦副、在一定的速度及润滑条件下,以载荷及时间为参变量,考察它们的摩擦磨损特性。试验表明,合适的材料组配可以大大提高摩擦副的摩擦磨损性能,摩擦系数随载荷的变化而变化,在一定的载荷作用下,由于材料的塑性变形及石墨的润滑作用可使摩擦系数降低,摩擦系数与磨损量之间不能建立对应的函数关系。在合适的金相组织范围内较硬材质具有较高耐磨性,而活塞环材质硬度比缸套材质硬度较高时(本试验为40HB)摩擦副的磨损量最小。     

EVA-VC和EVA-PVC形态的研究

目前,在聚合物科学中,聚合物共混体系已成为研究的中心内容.聚合物共混产品的普遍使用,显示出它们在工业上现行的及潜在的重要性.全世界都在广泛地研究聚氯乙烯(PVC)的共混改性.Hardt 曾研究过EVA (乙烯一醋酸乙烯酯共聚物)改性PVC 的微粒结构,以叔丁醇腐蚀磨光的样品,其中只有EVA 受腐蚀,继而用透射电镜(TEM)进行观察,Jyo 和Bassevitz 则将EVA 中的VAc 水解成醇,并以OsO_6将其染色而进行观察.本工作以扫描电镜(SEM)观察了EVA—VC 接枝共聚物和EVA—PVC 共混物的形态.     

EVA/无卤阻燃共聚聚酯共混物的制备及其相容性研究

采用熔融共混法制备出EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)/无卤阻燃共聚聚酯共混物,通过力学性能、差示扫描量热仪(DSC)、极限氧指数(LOI)和扫描电镜(SEM)分析了共混物的相容性、阻燃性和相结构.结果表明:EVA/无卤阻燃共聚聚酯共混物为不相容体系,EVA为连续相,无卤阻燃共聚聚酯是分散相;无卤阻燃共聚聚酯的加入可明显改善共混物的加工流动性和阻燃性;母粒法、多次熔融挤出和添加15%的相容剂都能使EVA与无卤阻燃共聚聚酯两相之间形成一定厚度的界面层,从而提高了共混物的力学性能.     

不生锈轻质泡沫纤维含量对树脂基摩擦材料性能影响

以腰果壳油改性酚醛树脂作为黏结剂,不生锈轻质泡沫纤维作为增强纤维,通过热压成型法制备了树脂基摩擦材料。研究不生锈轻质泡沫纤维质量分数(5%～25%)对树脂基摩擦材料的密度、孔隙率、力学性能和摩擦磨损性能的影响。并采用SEM对试样冲击断面、摩擦表面和磨屑形貌进行显微分析,采用EDS对磨屑进行元素分析。研究结果表明:随着不生锈轻质泡沫纤维含量的增加,摩擦材料的密度、洛氏硬度、压缩强度呈下降趋势。而冲击强度先升高,在不生锈轻质泡沫纤维质量分数为10%时达到3.9 kJ/m~2,然后逐渐降低,但总体变化幅度较小。当不生锈轻质泡沫纤维质量分数为10%时,摩擦材料的摩擦因数稳定度较高,其摩擦表面形成了均匀的摩擦膜,摩擦磨损性能较好。     

3D打印UV与ABS材料仿生表面摩擦学性能

对在干摩擦条件下仿生表面对摩擦副的作用机理与影响规律进行了研究.实验以光敏树脂(UV)和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯(ABS)2种高分子材料为样品,利用3D打印技术分别加工出具有仿生表面与光滑表面的试样.干摩擦条件下,在摩擦磨损试验机上进行球-面摩擦磨损实验,测量UV与ABS的摩擦系数与磨损量,并用激光共聚焦显微镜与体视荧光显微镜观察磨损表面.研究结果表明:载荷与转速的改变会引起摩擦系数与磨损量的变化.UV仿生表面在3 N载荷与200 r/min转速、5 N载荷与200 r/min转速和3 N载荷与400 r/min转速工况下平均摩擦系数分别为0.534、0.598和0.642;在5 N载荷下相较3 N磨损量提高了40.0%,在400 r/min转速下相较200 r/min磨损量提高了185.5%.ABS仿生表面在3 N载荷与200 r/min转速、5 N载荷与200 r/min转速和3 N载荷与400 r/min转速工况下平均摩擦系数分别为0.336、0.346和0.378;在5 N载荷下相较3 N磨损量提高了2.69%,在400 r/min转速下相较200 r/min磨损量提高了12.5%.UV样品为粘着磨损,而ABS样品黏着磨损为主,伴随有磨粒磨损.     

EVA/VAA-Eu薄膜对紫外光的遮挡和光转换作用

以乙酸乙烯酯和丙烯酸铕的共聚物(VAA-Eu)与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)的共混物(EVA/VAA-Eu)制备薄膜,通过测定荧光光谱和透过薄膜的紫外光辐照度,研究其对紫外光的遮挡和光转换作用.结果表明VAA-Eu的发光依赖于激发光波长,用254 nm紫外光照射或在阳光下,ω(Eu)为0.06%～0.08%时遮挡和光转换作用达到最大值.而用365 nm紫外光照射,当ω(Eu)为0.04%时遮挡和光转换可达最好效果.EVA/VAA-Eu薄膜对阳光中紫外光具有遮挡,吸收和光转换的功能,能将其转换成促进绿色植物光合作用的蓝紫、黄和红光,可用作多功能的农用薄膜.